JP7035542B2 - 高圧燃料ポンプ及び燃料供給システム - Google Patents

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Description

本発明は、高圧燃料ポンプ及びそれを含んで構成される燃料供給システムに、関する。
従来、低圧燃料ポンプから吸入通路を通じて加圧室に吸入した燃料を、プランジャにより加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプは、例えば内燃機関の燃料供給システム等にて広く利用されている。
こうした容積型の高圧燃料ポンプに関して特許文献1には、加圧室の燃料を圧送する側へプランジャが駆動される圧送行程において、吸入通路と加圧室との間を閉塞する閉塞タイミングを制御弁により制御する技術が、開示されている。この特許文献1の開示技術によると、圧送行程において閉塞タイミングの前には、加圧室の燃料がプランジャにより押圧されて吸入通路に戻る。そこで特許文献1の開示技術では、吸入通路への燃料戻り量を閉塞タイミングの制御により変化させることで、加圧室からの燃料圧送量を高精度に調整することが可能となっている。
特表2002-521616号公報
しかし、特許文献1の開示技術では、低圧燃料ポンプから吸入通路を通じて加圧室に燃料を吸入させるためのエネルギーを、過剰にロスしているという問題が、判明した。以下、その問題について説明する。
まず、圧送行程における閉塞タイミング前には図29(a)に示すように、加圧室1000から燃料が吸入通路1001に戻ることで、吸入通路1001には燃料の逆流が形成される。次に、圧送行程における閉塞タイミング後には図29(b)に示すように、閉塞された加圧室1000と吸入通路1001との間では燃料の戻りが止められる一方、閉塞タイミング前に形成された燃料の逆流は慣性により継続される。
この逆流状態下にて図29(c)に示すように吸入行程が開始されると、吸入通路1001と加圧室1000との間が制御弁1002により開放されて、加圧室1000に燃料を吸入する側へとプランジャ1003が駆動されることになる。しかし、逆流状態にある吸入通路1001では、燃料が加圧室1000へ向かっては移動し難くなる。そのため、限られた時間の吸入行程において燃料を吸入して加圧室に充填するためには、逆流を打ち消すための高い燃料圧力を低圧燃料ポンプ1004にて与えなければならない。故に、吸入通路1001を通じて加圧室1000に燃料を吸入させるためのエネルギーが低圧燃料ポンプ1004にて過剰に必要となるため、望ましくないのである。
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エネルギーロスを抑える高圧燃料ポンプ及び燃料供給システムを、提供することにある。
以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。
上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
低圧燃料ポンプ(4)から吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(10,3010,7010,9010,10010,11010,12010)であって、
吸入通路及び加圧室を形成しており、プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
加圧室に燃料を吸入する側へ向かってプランジャが駆動される吸入行程において、吸入通路と加圧室との間を開放し、加圧室の燃料を圧送する側へ向かってプランジャが駆動される圧送行程において、吸入通路と加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)と
プランジャを駆動する駆動カム(15)とを、備え、
ポンプボディは、吸入通路に連通した逃がし通路(125,3125,7125,9125,10125)を、形成しており、
逃がし通路は、圧送行程において閉塞タイミングの前にプランジャにより押圧された燃料を、加圧室から逃がし、
ポンプボディは、逃がし通路から燃料を排出する排出通路(127)を、形成しており、
排出通路の少なくとも一部は、逃がし通路よりも絞られており、
ポンプボディは、駆動カムを収容したカム収容室(120)を、形成しており、
逃がし通路は、排出通路にカム収容室を介して接続されている。
また、上述の課題を解決するために開示された第二発明は、
低圧燃料ポンプ(4)から吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(3010,4010,5010,6010,7010,8010,10010)であって、
吸入通路及び加圧室を形成しており、プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
加圧室に燃料を吸入する側へ向かってプランジャが駆動される吸入行程において、吸入通路と加圧室との間を開放し、加圧室の燃料を圧送する側へ向かってプランジャが駆動される圧送行程において、吸入通路と加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)とを、備え、
ポンプボディは、吸入通路に連通した逃がし通路(3125,7125,10125)を、形成しており、
逃がし通路は、圧送行程において閉塞タイミングの前にプランジャにより押圧された燃料を、加圧室から逃がし、
ポンプボディは、圧送行程のずれる加圧室として、第一加圧室(122a)及び第二加圧室(3122a)を形成しており、
吸入通路は、第一加圧室へ向かって分岐した第一分岐通路部(124c,124d,124e)、及び第二加圧室へ向かって分岐した第二分岐通路部(3124c,6124d,7124e)を、有し、
逃がし通路は、第一分岐通路部及び第二分岐通路部に連通している。
また、上述の課題を解決するために開示された第発明は、
燃料を圧送する低圧燃料ポンプ(4)と、低圧燃料ポンプから吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(10,3010,7010,9010,10010,11010,12010)とを、含んで構成される燃料供給システム(2)であって、
高圧燃料ポンプは、
吸入通路及び加圧室を形成しており、プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
加圧室に燃料を吸入する側へ向かってプランジャが駆動される吸入行程において、吸入通路と加圧室との間を開放し、加圧室の燃料を圧送する側へ向かってプランジャが駆動される圧送行程において、吸入通路と加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)と
プランジャを駆動する駆動カム(15)とを、備え、
ポンプボディは、吸入通路に連通した逃がし通路(125,3125,7125,9125,10125)を、形成しており、
逃がし通路は、圧送行程において閉塞タイミングの前にプランジャにより押圧された燃料を、加圧室から逃がし、
ポンプボディは、逃がし通路から燃料を排出する排出通路(127)を、形成しており、
排出通路の少なくとも一部は、逃がし通路よりも絞られており、
ポンプボディは、駆動カムを収容したカム収容室(120)を、形成しており、
逃がし通路は、排出通路にカム収容室を介して接続されている。
また、上述の課題を解決するために開示された第四発明は、
燃料を圧送する低圧燃料ポンプ(4)と、低圧燃料ポンプから吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(3010,4010,5010,6010,7010,8010,10010)とを、含んで構成される燃料供給システム(2)であって、
高圧燃料ポンプは、
吸入通路及び加圧室を形成しており、プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
加圧室に燃料を吸入する側へ向かってプランジャが駆動される吸入行程において、吸入通路と加圧室との間を開放し、加圧室の燃料を圧送する側へ向かってプランジャが駆動される圧送行程において、吸入通路と加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)とを、備え、
ポンプボディは、吸入通路に連通した逃がし通路(3125,7125,10125)を、形成しており、
逃がし通路は、圧送行程において閉塞タイミングの前にプランジャにより押圧された燃料を、加圧室から逃がし、
ポンプボディは、圧送行程のずれる加圧室として、第一加圧室(122a)及び第二加圧室(3122a)を形成しており、
吸入通路は、第一加圧室へ向かって分岐した第一分岐通路部(124c,124d,124e)、及び第二加圧室へ向かって分岐した第二分岐通路部(3124c,6124d,7124e)を、有し、
逃がし通路は、第一分岐通路部及び第二分岐通路部に連通している。
このような第一~第四発明の圧送行程における閉塞タイミング前には、プランジャにより押圧された燃料が加圧室から吸入通路に戻ろうとする。しかし、この燃料は、吸入通路に連通した逃がし通路へと逃がされることになるため、吸入通路では燃料の逆流形成が緩和され得る。故に、第一及び第二発明の圧送行程における閉塞タイミング後には、閉塞された加圧室と吸入通路との間にて燃料の戻りが止められることで、吸入通路では燃料の逆流形成が閉塞タイミングの前から継続して緩和され得る。これにより、第一及び第二発明の吸入行程が開始されるときに逆流形成の緩和され得た吸入通路では、低圧燃料ポンプからの燃料が加圧室へと向かって移動し易い順流形成状態になる。この順流形成状態下では、限られた時間の吸入行程において燃料を吸入して加圧室に充填するための燃料圧力、ひいては吸入通路を通じて加圧室に燃料を吸入させるためのエネルギーを、低圧燃料ポンプにて必要最小限に低減することができる。以上によれば、エネルギーロスを抑えることが可能となる。
第一実施形態による高圧燃料ポンプが適用される内燃機関の燃料供給システムを示す構成図である。 第一実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第一実施形態による高圧燃料ポンプを示す断面図である。 第一実施形態による高圧燃料ポンプの作動を説明するための断面図である。 第一実施形態による高圧燃料ポンプの作動を説明するためのグラフである。 第二実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第三実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第三実施形態による高圧燃料ポンプを示す断面図である。 第四実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第四実施形態による高圧燃料ポンプを示す断面図である。 第五実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第六実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第七実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第八実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第九実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十一実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十一実施形態による高圧燃料ポンプを示す断面図である。 第十二実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十三実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十三実施形態による高圧燃料ポンプを示す断面図である。 第十四実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十五実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 第十六実施形態による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 図2の変形例による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 図13の変形例による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 図13の変形例による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 図13の変形例による高圧燃料ポンプを示す構成図である。 本発明による解決課題を説明するための断面図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。
(第一実施形態)
図1,2に示すように本発明の第一実施形態による高圧燃料ポンプ10は、車両に搭載される内燃機関1の燃料供給システム2に、適用される。この燃料供給システム2は、内燃機関1としてのディーゼルエンジンに燃料としての軽油を供給するため、燃料タンク3、低圧燃料ポンプ4、低圧フィルタ5、高圧燃料ポンプ10、コモンレール6、燃料噴射弁7及びECU(Electronic Control Unit)8を含んで構成されている。
燃料タンク3は、内燃機関1への供給燃料を貯留する。低圧燃料ポンプ4は、本実施形態では、通電により作動する電動ポンプである。低圧燃料ポンプ4は、燃料タンク3内において燃料を吸入する。低圧燃料ポンプ4は、吸入した燃料を所定の低圧値(例えば0.4MPa程度)にまで加圧して吐出することで、当該吐出燃料を燃料タンク3外の高圧燃料ポンプ10に圧送する。低圧フィルタ5は、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料を内部のフィルタエレメントにて濾過する。これにより低圧フィルタ5は、燃料タンク3内から自身までの間にて燃料中に混合した異物を、捕集する。
高圧燃料ポンプ10は、内燃機関1のクランク軸1aからクランクトルクを受けて作動するメカポンプである。高圧燃料ポンプ10は、外部の低圧燃料ポンプ4から圧送されて低圧フィルタ5により濾過された燃料を、吸入する。高圧燃料ポンプ10は、吸入した燃料を所定の高圧値(例えば250MPa程度)にまで加圧して吐出することで、当該吐出燃料を供給先としてのコモンレール6に圧送する。高圧燃料ポンプ10では、内蔵される制御弁11への通電により、燃料圧送量(即ち、燃料吐出量)の調整作動を制御する。
図1に示すようにコモンレール6は、高圧燃料ポンプ10の圧送燃料を、内部の蓄圧室にて蓄圧状態に保持する。燃料噴射弁7は、内燃機関1の複数気筒1b毎に一つずつ設けられている。各燃料噴射弁7には、コモンレール6から燃料が分配される。各燃料噴射弁7は、通電により作動することで、対応する気筒1b内の燃焼室に燃料を噴射する。
ECU8は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。ECU8は、低圧燃料ポンプ4と、高圧燃料ポンプ10の制御弁11と、各燃料噴射弁7とに接続されている。ECU8は、それら接続対象4,11,7の作動を制御する。
こうした燃料供給システム2に適用される高圧燃料ポンプ10は、詳細には図2,3に示すように、ポンプボディ12、ポンプフィルタ13、リリーフ弁14、駆動カム15、可動部16、吐出弁17及び制御弁11を備えている。ポンプボディ12は、ケーシング12a及びシリンダ12bを組み合わせて構成されている。
ケーシング12aは、金属により中空ブロック状に形成されている。ケーシング12aは、カム収容室120及び内圧可変室121を形成している。カム収容室120は、円筒孔状を呈している。内圧可変室121は、一対設けられている。各内圧可変室121は、カム収容室120の中心軸線に対して実質直交且つ互いに中心軸線同士の実質直交する円筒孔状を、呈している。各内圧可変室121は、カム収容室120の外周部からケーシング12aの外面12asまで延伸している。
図3に示すようにシリンダ12bは、一対設けられている。各シリンダ12bは、金属により段付円筒状に形成されている。各シリンダ12bは、対応する内圧可変室121に同軸上に遊挿されている。各シリンダ12bは、外周側へ突出するフランジ部12bfを有している。フランジ部12bfは、ケーシング12aの外面12asに密着することで、対応する内圧可変室121をカム収容室120とは反対側にて塞いでいる。各シリンダ12bは、摺動孔122及び弁装着孔123を、形成している。各シリンダ12bにおいて摺動孔122及び弁装着孔123は、カム収容室120の中心軸線に対して実質直交且つ互いに中心軸線同士の実質直交する円筒孔状を、呈している。摺動孔122は、各シリンダ12bにてカム収容室120側の端面から反対側へ向かって延伸している。摺動孔122にてカム収容室120側とは反対側部分は、加圧室122a(図2参照)として機能する。弁装着孔123は、各シリンダ12bにて摺動孔122からカム収容室120とは反対側の端面まで延伸している。
ポンプボディ12としてのケーシング12a及び各シリンダ12bは、図2,3に示す吸入通路124、逃がし通路125及び吐出通路126を、共同して形成している。吸入通路124は、入口通路部124a、共通通路部124b及び分岐通路部124cを有している。入口通路部124aは、ケーシング12aにて各シリンダ12bの間を外れた箇所に、形成されている。入口通路部124aは、ケーシング12aにて外部に突出する吸入管から、カム収容室120の外周部まで延伸している。入口通路部124aは、吸入管に連結される配管内の燃料通路5aを通じて、低圧フィルタ5内に連通することとなる。
共通通路部124bは、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所に、形成されている。共通通路部124bは、カム収容室120の外周部からケーシング12a内の所定箇所まで延伸している。分岐通路部124cは、一対設けられている。各分岐通路部124cは、共通通路部124bから各シリンダ12bの加圧室122aへ向かって分岐している。各分岐通路部124cの上流側部分124cuは、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所に、形成されている。各分岐通路部124cの上流側部分124cuは、対応する内圧可変室121と、共通通路部124bとの間を延伸している。各分岐通路部124cの下流側部分124clは、ケーシング12aにて各シリンダ12bの間を外れた箇所から、対応するシリンダ12bに跨って、形成されている。各分岐通路部124cの下流側部分124clは、対応する内圧可変室121と、対応する弁装着孔123との間を延伸している。
こうした延伸構造により吸入通路124は、各分岐通路部124cの下流側部分124clよりも上流側では、カム収容室120を経由してから、それぞれ個別の内圧可変室121を経由している。故に第一実施形態では、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料を入口通路部124a、カム収容室120、共通通路部124b、各分岐通路部124cの上流側部分124cu、各内圧可変室121及び各分岐通路部124cの下流側部分124clへ順次吸入可能である。
逃がし通路125は、一対形成されている。各逃がし通路125は、対応するシリンダ12bから、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所に跨って、形成されている。各逃がし通路125は、対応する弁装着孔123と、カム収容室120との間を延伸している。各逃がし通路125の横断面での通路面積は、吸入通路124において対応する分岐通路部124cのうち下流側部分124clの横断面での通路断面積以上に、設定されている。こうした構成により各逃がし通路125は、対応する分岐通路部124cのうち下流側部分124clに対しては、対応する弁装着孔123内の制御弁11(後に詳述)を挟んで反対側にて同一値以上の通路面積を与えるように、設けられている。
吐出通路126は、一対形成されている。各吐出通路126は、対応するシリンダ12bからケーシング12aの所定箇所に跨って、形成されている。各吐出通路126は、対応する摺動孔122のうち加圧室122aから、ケーシング12aにて外部に突出する吐出管まで延伸して、合流している。各吐出通路126は、吐出管に連結される配管内の燃料通路を通じて、コモンレール6内の蓄圧室に連通することとなる。
ポンプボディ12のうちケーシング12aにはさらに、図2に示す排出通路127及びリリーフ通路128が形成されている。排出通路127は、ケーシング12aにて各シリンダ12bの間を外れた箇所に、形成されている。排出通路127は、カム収容室120の外周部から、ケーシング12aにて外部に突出する排出管まで、延伸している。これにより、一対の加圧室122aと個別に対応した一対の逃がし通路125は、互いに独立して共通のカム収容室120へと接続されることで、カム収容室120を介して共通の排出通路127に接続されている。排出通路127の中途部には、横断面での通路面積を絞る絞り部127aが設けられている。これによりカム収容室120内では、駆動カム15の効率的な冷却が可能となっている。排出通路127は、排出管に連結される配管内の燃料通路3aを通じて、燃料タンク3内に連通することとなる。リリーフ通路128は、入口通路部124aの中途部と排出通路127の中途部との間を延伸している。
ポンプフィルタ13は、入口通路部124aのうちリリーフ通路128の分岐する箇所よりも上流側部分に、設置されている。ポンプフィルタ13は、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料をフィルタエレメントにて濾過する。これによりポンプフィルタ13は、低圧フィルタ5内から自身までの間にて燃料中に混合した異物を、フィルタエレメントにより捕集する。
リリーフ弁14は、リリーフ通路128に設置されている。リリーフ弁14は、メカ的に作動する調圧弁である。リリーフ弁14は、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料の圧力が同ポンプ作動時の正常値から外れた異常値まで上昇すると、開弁して圧送燃料を通路128,127,3a及び燃料タンク3へと順次排出することで、当該圧力を下げる。
図2,3に示すように駆動カム15は、カム収容室120に同軸上に収容されている。駆動カム15は、内燃機関1のクランク軸1a(図1参照)からクランクトルクを受けることで、カム収容室120及び自身の中心軸線まわりに回転する。駆動カム15は、例えば内燃機関1の気筒数及びクランク軸1aとの間の減速比等を考慮して、オーバル型の輪郭曲線を外周面15aに与えられた板カム状に、形成されている。
可動部16は、一対設けられている。各可動部16は、ローラ160、タペット161、プランジャ162、ばね座163及び圧縮コイルばね164等から、それぞれ構成されている。これら各可動部16の構成要素は、いずれも金属により形成されている。各可動部16の構成要素のうちプランジャ162は、対応する内圧可変室121から、対応する摺動孔122に跨って、収容されている。一方、各可動部16の構成要素のうちプランジャ162以外は、対応する内圧可変室121に収容されている。
各可動部16のローラ160は、駆動カム15の中心軸線に対して実質平行且つ対応する内圧可変室121の中心軸線に対して実質直交する円柱状を、呈している。各可動部16のローラ160は、駆動カム15の中心軸線に沿う線接触状態にて駆動カム15の外周面15aと転がり接触する。
各可動部16のタペット161は、駆動カム15の中心軸線に対して実質直交且つ対応する内圧可変室121と同軸上の有底円筒状を、二部材161a,161bにより全体として呈している。各可動部16のタペット161は、対応する摺動孔122側へ開口部を向けて配置されている。各可動部16のタペット161は、対応する内圧可変室121の内周面に嵌合して摺動支持されることで、軸方向に沿って往復移動可能に配置されている。こうした配置構造の各可動部16においてタペット161は、ローラ160を転動可能且つ一体往復移動可能に保持している。
各可動部16のプランジャ162は、駆動カム15の中心軸線に対して実質直交且つ対応する内圧可変室121と同軸上の円柱ロッド状を、呈している。各可動部16のプランジャ162は、対応する摺動孔122の内周面に嵌合して摺動支持されることで、軸方向に沿って往復移動可能に配置されている。各可動部16においてプランジャ162は、タペット161の周壁部(即ち、筒部材161a)内に進入して、同タペット161の底壁部(即ち、板部材161b)と接触している。各可動部16においてプランジャ162は、対応する摺動孔122内のうちタペット161とは反対側にて、加圧室122aを仕切っている。
各可動部16においてばね座163は、プランジャ162により一体往復移動可能に保持されている。各可動部16において圧縮コイルばね164は、対応するシリンダ12bと、同一可動部16のばね座163との間に、挟持されている。こうした各可動部16の挟持箇所にて弾性変形状態となっている圧縮コイルばね164は、プランジャ162をタペット161の底壁部に押し付けていると共に、ローラ160を駆動カム15の外周面15aに押し付けている。
こうした押し付け構造により、吸入行程における各可動部16のプランジャ162は、駆動カム15の回転に従って、対応する加圧室122aに燃料を吸入する側へと向かって駆動されることで、上死点及び下死点の間を下降する。この吸入行程の進行に従って駆動される各可動部16のタペット161は、対応する内圧可変室121への燃料流入容積を拡大させることで、当該対応内圧可変室121の内圧を減少させる。
一方、圧送行程における各可動部16のプランジャ162は、駆動カム15の回転に従って、対応する加圧室122aの燃料を圧送する側へと向かって駆動されることで、下死点及び上死点の間を上昇する。この圧送行程の進行に従って駆動される各可動部16のタペット161は、対応する内圧可変室121への燃料流入容積を縮小させることで、当該対応内圧可変室121の内圧を増大させる。
図2に示すように吐出弁17は、一対設けられている。各吐出弁17は、メカ的に作動する逆止弁である。各吐出弁17は、対応する吐出通路126に設置されている。各吐出弁17は、対応する加圧室122aでの燃料の圧力が圧送行程における正常値となると、開弁して燃料を吐出通路126へと吐出することで、当該吐出燃料をコモンレール6に圧送する。
図2,3に示すように制御弁11は、一対設けられている。各制御弁11は、対応する弁装着孔123に嵌合装着されることで、吸入通路124のうち対応する分岐通路部124cと、対応する加圧室122aとの間に設置されている。この設置構造により各逃がし通路125は、吸入通路124のうち対応する分岐通路部124cの下流側部分124clに、対応する制御弁11を介して連通している。即ち、吸入通路124において各逃がし通路125との連通箇所は、各分岐通路部124cの下流側部分124clとなっている。
図3に示すように各制御弁11は、本実施形態では、通電により作動するノーマリオープン型の電磁弁である。各制御弁11は、金属により形成されたソレノイドコイル110及び弁部材111を、内蔵している。各制御弁11では、ECU8からソレノイドコイル110への通電パルスのオフ(即ち、通電停止)により、弁部材111が図4(a),(c)に示すように開弁することで、分岐通路部124c及び加圧室122aの間が開放される。一方で各制御弁11では、ECU8からソレノイドコイル110への通電パルスのオン(即ち、通電)により、弁部材111が図4(b)に示すように閉弁することで、分岐通路部124c及び加圧室122aの間が遮断される。
以上の如き構成の高圧燃料ポンプ10における作動を、説明する。高圧燃料ポンプ10は、車両におけるパワースイッチのオン操作に伴って内燃機関1が始動するのに伴って、ECU8により低圧燃料ポンプ4及び各制御弁11と共に通電制御を開始されることで、作動する。
高圧燃料ポンプ10において、一方の加圧室122aでの圧送行程と他方の加圧室122aの圧送行程とは交互に連続的に実行されることで、互いに完全にずれているが、これら各加圧室122aでの作動内容は実質同一となる。そこで、一方の加圧室122aでの作動内容を代表して、以下に説明する。
図5に示すように、一方の加圧室122aでの作動内容を単独で見たときには、吸入行程と圧送行程とが交互に連続的に実行される。ここで圧送行程のうち、吸入通路124の分岐通路部124cと一方の加圧室122aとの間が制御弁11により閉塞される閉塞タイミングTcよりも前となる期間を、プランジャ162がプレストロークするプレストローク期間ΔTpと定義する。これに対して圧送行程のうち、閉塞タイミングTcの後となる期間を、プランジャ162が加圧ストロークする加圧期間ΔTaと定義する。尚、以下の第一実施形態の作動に関する説明では、一方の加圧室122aを単に加圧室122aという。
まず、図4(c)に示す吸入行程中は、制御弁11が分岐通路部124cと加圧室122aとの間を開放する。その結果として吸入行程では、プランジャ162が駆動されて下降することで、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料が吸入通路124を通じて加圧室122aに吸入される。
次に、圧送行程のうち図4(a)に示すプレストローク期間ΔTp中は、制御弁11が吸入通路124と加圧室122aとの間の開放状態を、先の吸入行程から継続して保持する。このとき本実施形態では、制御弁11により開弁度が吸入行程の場合と実質同程度に調整される。その結果としてプレストローク期間ΔTpでは、プランジャ162が駆動されて上昇することで、加圧室122aの燃料がプランジャ162により押圧される。このとき、プランジャ162により押圧された燃料は、図4(a)に破線矢印で示されるように、加圧室122aから制御弁11を介して分岐通路部124cに戻とうとする。すると、この燃料は、制御弁11を介して分岐通路部124cに連通した逃がし通路125へと逃がされる。これにより、吸入通路124における分岐通路部124c及びその上流側では、低圧燃料ポンプ4からの燃料流れに対する逆流形成を緩和するように、逆流形成緩和作用が発揮される。またこのとき、圧送行程の進行に従って内圧増大する内圧可変室121(図2,3参照)を経由した吸入通路124では、加圧室122aからの戻り燃料が生じても当該増大内圧による流動抵抗が与えられることで、逆流形成緩和作用が高められることになる。
続いて、圧送行程のうち図4(b)に示す加圧期間ΔTa中は、制御弁11が分岐通路部124cと加圧室122aとの間を閉塞する。その結果として加圧期間ΔTaでは、加圧室122aから分岐通路部124cへの燃料戻り自体が止められる。これにより、吸入通路124における分岐通路部124c及びその上流側では、低圧燃料ポンプ4からの燃料流れに対して逆流形成緩和作用がプレストローク期間ΔTpから継続して発揮される。尚、このとき逃がし通路125には、低圧燃料ポンプ4からの燃料がそのまま逃がされることになる。
以上によりこの後吸入行程では、吸入通路124における分岐通路部124c及びその上流側にて、図4(c)に示すように、低圧燃料ポンプ4からの燃料が加圧室122aへと向かって移動し易い順流形成状態となる。ここで、先述の如く制御弁11が分岐通路部124cと加圧室122aとの間を開放する吸入行程中、こうして順流形成状態となった燃料により加圧室122aを充填するための燃料圧力については、低圧燃料ポンプ4にて可及的に低く抑えてもよいこととなる。故に、低圧燃料ポンプ4を駆動するための駆動電力、ひいては吸入通路124を通じて加圧室122aを燃料を吸入させるためのエネルギーは、少なくて済むのである。
(作用効果)
ここまで説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
第一実施形態の圧送行程における閉塞タイミングTc前には、プランジャ162により押圧された燃料が加圧室122aから吸入通路124に戻ろうとする。しかし、この燃料は、吸入通路124に連通した逃がし通路125へと逃がされることになるため、吸入通路124では燃料の逆流形成が緩和され得る。故に、第一実施形態の圧送行程における閉塞タイミングTc後には、閉塞された加圧室122aと吸入通路124との間にて燃料の戻りが止められることで、吸入通路124では燃料の逆流形成が閉塞タイミングTcの前から継続して緩和され得る。これにより、第一実施形態の吸入行程が開始されるときに逆流形成の緩和され得た吸入通路124では、低圧燃料ポンプ4からの燃料が加圧室122aへと向かって移動し易い順流形成状態になる。この順流形成状態下では、限られた時間の吸入行程において燃料を吸入して加圧室122aに充填するための燃料圧力、ひいては吸入通路124を通じて加圧室122aに燃料を吸入させるためのエネルギーを、低圧燃料ポンプ4にて必要最小限に低減することができる。以上によれば、エネルギーロスを抑えることが可能となる。
また第一実施形態によると、圧送行程の進行に従って内圧増大する内圧可変室121を、逃がし通路125との連通箇所よりも上流側にて経由した吸入通路124では、加圧室122aからの戻り燃料に当該増大内圧による流動抵抗が与えられ得る。これによれば、戻り燃料に対する逃がし通路125での逃がし機能と相俟って、逆流形成緩和作用を高めることができる。故に、エネルギーロスを抑える効果の信頼性を向上させることが可能となる。
(第二実施形態)
図6に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による高圧燃料ポンプ2010の排出通路2127は、個別通路部2127b及び合流通路部2127cを有している。尚、個別通路部2127b及び合流通路部2127cは、ケーシング12aの所定箇所に形成されている。
個別通路部2127bは、一対設けられている。各個別通路部2127bは、対応する逃がし通路125から、互いに共通となる合流通路部2127cまで、延伸している。換言すれば各逃がし通路125は、排出通路2127においてそれぞれ対応する個別通路部2127bと直接的に接続されている。各個別通路部2127bの中途部には、対応する逃がし通路125よりも横断面での通路面積を絞られた絞り部2127aが、設けられている。即ち絞り部2127aは、一対設けられている。合流通路部2127cは、ケーシング12aにて外部に突出する排出管まで、各個別通路部2127bの下流側端から延伸している。
このように第二実施形態では、逃がし通路125の直接的に接続された排出通路2127における少なくとも一部が、逃がし通路125よりも絞られている。即ち、逃がし通路125から直接的に燃料を排出し得る排出通路2127の少なくとも一部が、逃がし通路125よりも絞られている。これによれば、低圧燃料ポンプ4の停止中にて吸入通路124及び加圧室122aに溜まったエアは、低圧燃料ポンプ4の作動再開後に加圧されることで、逃がし通路125及び排出通路2127へと順次押し出され得る。故に、溜まったエアに起因して吸入通路124及び加圧室122aへの燃料吸入が阻害されて加圧室122aへの燃料充填性が低下する事態を、抑止することができる。したがって、エネルギーロスと共に加圧室122aからの圧送性能の低下も抑えることが可能となる。
(第三実施形態)
図7,8に示すように本発明の第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。第三実施形態による高圧燃料ポンプ3010では、第一実施形態による一対の加圧室122aがそれぞれ、交互の連続的実行により圧送行程のずれる第一加圧室122aと第二加圧室3122aとして、定義される。また第三実施形態では、第一実施形態による吸入通路124のうち一対の分岐通路部124cがそれぞれ、第一加圧室122aへ向かって分岐する第一分岐通路部124cと、第二加圧室3122aへ向かって分岐する第二分岐通路部3124cとして、定義される。さらに第三実施形態では、第一実施形態による一対の制御弁11がそれぞれ、第一加圧室122a及び第一分岐通路部124c間を開閉する第一制御弁11と、第二加圧室3122a及び第二分岐通路部3124c間を開閉する第二制御弁3011として、定義される。
こうした定義下の第三実施形態による逃がし通路3125は、第一実施形態による逃がし通路125同士を互いに連結させたかの如く、各弁装着孔123の間を延伸している。これにより逃がし通路3125は、第一分岐通路部124cの下流側部分124clに第一制御弁11を介して連通していると共に、第二分岐通路部3124cの下流側部分124clに第二制御弁3011を介して連通している。尚、逃がし通路3125は、対応するシリンダ12bから、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所に跨って、形成されている。また、各分岐通路部124c,3124cにおいて逃がし通路3125との連通箇所となる下流側部分124clよりも上流側では、共通のカム収容室120を経由した吸入通路124がそれぞれ個別の内圧可変室121を経由している。
このような第三実施形態では、第一加圧室122aでの圧送行程における閉塞タイミングTc前にプランジャ162により押圧された第一加圧室122aの燃料は、吸入通路124のうち、第一加圧室122aへと向かって分岐した第一分岐通路部124cに戻ろうとする。このとき、第一加圧室122aとは圧送行程のずれた第二加圧室3122aにて吸入行程が実行されると、吸入通路124のうち、第二加圧室3122aへと向かって分岐した第二分岐通路部3124cは、開放された第二加圧室3122aとの間を通じて吸入圧力を受ける。特に、第一加圧室122aとは圧送行程が交互に実行される第二加圧室3122aでは、必ず吸入行程が実行されることで、第二分岐通路部3124cは吸入圧力を可及的に長時間受け易くなる。
故に、第一及び第二分岐通路部124c,3124cと連通している逃がし通路3125を通じて第三実施形態では、吸入圧力が第二分岐通路部3124cから第一分岐通路部124cへと伝播する。これにより、第一加圧室122aから第一分岐通路部124cに戻とうとする燃料は、伝播した吸入圧力により吸引されて逃がし通路3125へと効率的に逃げ易くなるので、吸入通路124での逆流形成緩和作用が高められ得る。
こうした高い逆流形成緩和作用は、第二加圧室3122aでの圧送行程における閉塞タイミングTc前にも、第一加圧室122aと第二加圧室3122aとの関係を入れ替えた一連の原理により、同様に発揮され得る。
即ち第三実施形態では、第二加圧室3122aでの圧送行程における閉塞タイミングTc前にプランジャ162により押圧された第二加圧室3122aの燃料は、吸入通路124のうち、第二加圧室3122aへと向かって分岐した第二分岐通路部3124cに戻ろうとする。このとき、第二加圧室3122aとは圧送行程のずれた第一加圧室122aにて吸入行程が実行されると、吸入通路124のうち、第一加圧室122aへと向かって分岐した第一分岐通路部124cは、開放された第一加圧室122aとの間を通じて吸入圧力を受ける。特に、第二加圧室3122aとは圧送行程が交互に実行される第一加圧室122aでは、必ず吸入行程が実行されることで、第一分岐通路部124cは吸入圧力を可及的に長時間受け易くなる。
故に、第一及び第二分岐通路部124c,3124cと連通している逃がし通路3125を通じて第三実施形態では、吸入圧力が第一分岐通路部124cから第二分岐通路部3124cへと伝播する。これにより、第二加圧室3122aから第二分岐通路部3124cに戻とうとする燃料は、伝播した吸入圧力により吸引されて逃がし通路3125へと効率的に逃げ易くなるので、吸入通路124での逆流形成緩和作用が高められ得る。
したがって、以上の如き第三実施形態によれば、エネルギーロスを抑える効果の信頼性を、向上させることが可能となる。
(第四実施形態)
図9,10に示すように本発明の第四実施形態は、第三実施形態の変形例である。第四実施形態による高圧燃料ポンプ4010の排出通路4127は、ケーシング12aにて外部に突出する排出管まで、逃がし通路3125の中途部から延伸している。換言すれば逃がし通路3125は、排出通路4127と直接的に接続されている。排出通路4127の中途部には、対応する逃がし通路3125よりも横断面での通路面積を絞られた絞り部4127aが、設けられている。尚、排出通路4127は、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所に、形成されている。
このように第四実施形態では、逃がし通路3125の直接的に接続された排出通路4127における少なくとも一部が、逃がし通路3125よりも絞られている。即ち、逃がし通路3125から直接的に燃料を排出し得る排出通路4127の少なくとも一部が、逃がし通路3125よりも絞られている。これによれば、低圧燃料ポンプ4の停止中にて吸入通路124及び各加圧室122a,3122aに溜まったエアは、低圧燃料ポンプの作動再開後に加圧されることで、逃がし通路3125及び排出通路4127へと順次押し出され得る。故に、溜まったエアに起因して吸入通路124及び各加圧室122a,3122aへの燃料吸入が阻害されて各加圧室122a,3122aへの燃料充填性が低下する事態を、抑止することができる。したがって、エネルギーロスと共に各加圧室122a,3122aからの圧送性能の低下も抑えることが可能となる。
(第五実施形態)
図11に示すように本発明の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。第五実施形態による高圧燃料ポンプ5010の吸入通路5124では、第一及び第二分岐通路部124c,3124cの下流側部分124clが、同じ分岐通路部124c,3124cの上流側部分124cuのうち中途部と、対応する弁装着孔123との間を延伸している。これにより逃がし通路3125は、第一分岐通路部124cの下流側部分124clに第一制御弁11を介して連通していると共に、第二分岐通路部3124cの下流側部分124clに第二制御弁3011を介して連通している。尚、各分岐通路部124c,3124cをなす上流側部分124cu及び下流側部分124clは、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所から、対応するシリンダ12bに跨って、形成されている。
こうした構造の第五実施形態では、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料を入口通路部124a、カム収容室120、共通通路部124b、各分岐通路部124c,3124cの上流側部分124cu及び下流側部分124clへ順次吸入可能である。またそれとは別に第五実施形態では、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料をカム収容室120、共通通路部124b、各分岐通路部124c,3124cの上流側部分124cu及び各内圧可変室121へ順次圧送可能である。以上より第五実施形態の吸入通路5124は、各分岐通路部124c,3124cにて逃がし通路3125との連通箇所となる下流側部分124clよりも上流側では、各内圧可変室121を迂回している。
このような第五実施形態によると、プランジャ162を含む可動部16の駆動により内圧増減する内圧可変室121を、逃がし通路3125との連通箇所よりも上流側にて迂回している吸入通路5124では、当該駆動による生成異物の燃料への混入が惹起され難い。これによれば、吸入通路5124にて燃料に混入した異物が逃がし通路3125に詰まることで逆流形成緩和作用が低下する事態を、抑止することができる。故に、エネルギーロスを長きに亘って抑えることが可能となる。
また第五実施形態によると、吸入通路5124の各分岐通路部124c,3124cを、ポンプボディ12の各シリンダ12b間に纏めて形成することができるので、ポンプボディ12の体格低減に貢献することが可能となる。
(第六実施形態)
図12に示すように本発明の第六実施形態は、第四実施形態の変形例である。第六実施形態による高圧燃料ポンプ6010の吸入通路6124では、第四実施形態による第一及び第二分岐通路部124c,3124cの下流側部分124clをカム収容室120の外周部から、対応する弁装着孔123まで延伸させた構成として、それらとは別の第一及び第二分岐通路部124d,6124dが形成されている。これにより逃がし通路3125は、別の第一分岐通路部124dに第一制御弁11を介して連通していると共に、別の第二分岐通路部6124dに第二制御弁3011を介して連通している。尚、各分岐通路部124d,6124dは、ケーシング12aにて各シリンダ12bの間を外れた箇所から、対応するシリンダ12bに跨って、形成されている。
こうした構造の第六実施形態では、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料を入口通路部124a、カム収容室120及び各分岐通路部124d,6124dへ順次吸入可能である。またそれとは別に第六実施形態では、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料をカム収容室120、共通通路部124b、上流側部分124cuのみの各分岐通路部124c,3124c及び各内圧可変室121へ順次圧送可能である。以上より第六実施形態の吸入通路6124は、逃がし通路3125との連通箇所となる各分岐通路部124d,6124dよりも上流側では、各内圧可変室121を迂回している。
このような第六実施形態によると、プランジャ162を含む可動部16の駆動により内圧増減する内圧可変室121を、逃がし通路3125との連通箇所よりも上流側にて迂回している吸入通路6124では、当該駆動による生成異物の燃料への混入が惹起され難い。これによれば、吸入通路6124にて燃料に混入した異物が逃がし通路3125に詰まることで逆流形成緩和作用が低下する事態を、抑止することができる。故に、エネルギーロスを長きに亘って抑えることが可能となる。
また第六実施形態によると、吸入通路6124の各分岐通路部124d,6124dを、ポンプボディ12の各シリンダ12b間から外れる任意箇所に這い回して形成することができるので、ポンプボディ12の体格低減に貢献することが可能となる。
(第七実施形態)
図13に示すように本発明の第七実施形態は、第三実施形態の変形例である。第七実施形態による高圧燃料ポンプ7010の吸入通路7124では、カム収容室120の外周部までは延伸していない入口通路部7124aの下流側端から、第三実施形態による第一及び第二分岐通路部124c,3124cの下流側部分124clを分岐させた構成として、それらとは別の第一及び第二分岐通路部124e,7124eが形成されている。これにより、第七実施形態の逃がし通路7125において第三実施形態の逃がし通路3125と実質的に同一構成の連通通路部7125aは、別の第一分岐通路部124eに第一制御弁11を介して連通していると共に、別の第二分岐通路部7124eに第二制御弁3011を介して連通している。尚、各分岐通路部124e,7124eは、ケーシング12aにて各シリンダ12bの間を外れた箇所から、対応するシリンダ12bに跨って、形成されている。
これに加えて逃がし通路7125には、分岐通路部7125bが追加されている。この分岐通路部7125bは、逃がし通路7125のうち分岐通路部124e,7124e間の連通通路部7125aにおける中途部から、カム収容室120の外周部まで延伸している。これにより、一対の加圧室122a,3122aに共通な逃がし通路7125は、分岐通路部7125bから共通のカム収容室120へと接続されることで、カム収容室120を介して共通の排出通路127に接続されている。尚、分岐通路部7125bは、ケーシング12aにて各シリンダ12b間となる箇所に、形成されている。
こうした構造の第七実施形態では、低圧燃料ポンプ4の圧送燃料を入口通路部7124a及び各分岐通路部124e,7124eへ順次吸入可能である。さらに第七実施形態では、各分岐通路部124e,7124eから逃がし通路7125のうち連通通路部7125aへの逃がし燃料を、分岐通路部7125b、カム収容室120、共通通路部124b、上流側部分124cuのみの各分岐通路部124c,3124c及び各内圧可変室121へ順次圧送可能である。以上より第七実施形態の吸入通路7124は、逃がし通路7125との連通箇所となる各分岐通路部124e,7124eよりも上流側では、カム収容室120及び各内圧可変室121をいずれも迂回している。
このような第七実施形態によると、プランジャ162の駆動カム15を収容したカム収容室120を、逃がし通路7125との連通箇所よりも上流側にて迂回している吸入通路7124では、当該駆動による生成異物の燃料への混入が惹起され難い。これによれば、吸入通路7124にて燃料に混入した異物が逃がし通路7125に詰まることで逆流形成緩和作用が低下する事態を、抑止することができる。故に、エネルギーロスを長きに亘って抑えることが可能となる。
また第七実施形態によると、プランジャ162を含む可動部16の駆動により内圧増減する内圧可変室121を、逃がし通路7125との連通箇所よりも上流側にて迂回している吸入通路7124では、当該駆動による生成異物の燃料への混入が惹起され難い。これによっても、燃料への混入異物が逃がし通路7125に詰まって逆流形成緩和作用が低下する事態を抑止することができるので、エネルギーロスを長きに亘って抑えることが可能となる。
(第八実施形態)
図14に示すように本発明の第八実施形態は、第四実施形態の変形例である。第八実施形態による高圧燃料ポンプ8010は、逆流規制弁8018をさらに備えている。逆流規制弁8018は、吸入通路124のうち第一及び第二分岐通路部124c,3124cの上流側部分124cuに、それぞれ設置されている。各逆流規制弁8018は、メカ的に作動する逆止弁である。各逆流規制弁8018は、低圧フィルタ5を介した低圧燃料ポンプ4の圧送燃料の圧力が同ポンプ作動時の正常値となり且つ各分岐通路部124c,3124cの下流側部分124clの圧力よりも高くなると、開弁して当該下流側部分124clまでの燃料吸入を可能にする。一方で各逆流規制弁8018は、各分岐通路部124c,3124cの下流側部分124clの圧力が低圧燃料ポンプ4の圧送燃料の圧力よりも高くなると、閉弁して当該下流側部分124clから共通通路部124bへの逆流を規制する。
このように、燃料の逆流が逆流規制弁8018により規制される第八実施形態の吸入通路124では、加圧室122a,3122aからの戻り燃料に対する逃がし通路3125での逃がし機能と相俟って、逆流形成緩和作用を高めることができる。故に、エネルギーロスを抑える効果の信頼性を向上させることが可能となる。
(第九実施形態)
図15に示すように本発明の第九実施形態は、第一実施形態の変形例である。第九実施形態による高圧燃料ポンプ9010において一対の加圧室122aと個別に対応した一対の逃がし通路9125は、それぞれ第一実施形態の逃がし通路125と実質的に同一構成部分を、有している。この同一構成部分により各逃がし通路9125は、互いに独立して共通のカム収容室120へと接続されることで、カム収容室120を介して共通の排出通路127に接続されている。それと共に各逃がし通路9125は、第一実施形態の逃がし通路125とは異なる構成部分として、それぞれ絞り部9125aを形成している。
ここで、カム収容室120よりも吸入通路124側となる各逃がし通路9125の中途部にて横断面での通路面積が絞られている絞り部9125aでは、排出通路127の絞り部127aよりも当該通路面積が拡大されている。換言すれば、排出通路127において絞り部127aの設けられた中途部では、各逃がし通路9125の絞り部9125aよりも横断面での通路面積が絞られている。
このような第九実施形態では、第一実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。また第九実施形態では、プランジャ162を駆動する駆動カム15を収容したカム収容室120を介すことで、逃がし通路9125が排出通路127に接続されている。これによれば、加圧室122aから逃がし通路9125へと逃げた燃料を、容積のあるカム収容室120へとさらに逃がすことで、当該燃料の流れに生じる脈動を低減することができる。これによれば、燃料脈動に起因して吸入通路124での逆流形成緩和作用が阻害される事態を抑止して、当該阻害によるエネルギーロスを抑えることが可能となる。
さらに第九実施形態では、逃がし通路9125がカム収容室120よりも吸入通路124側にて絞られることで、「逃がし絞り部」としての絞り部9125aが形成されている。この構成下、内圧が逃がし通路9125よりも低圧となるカム収容室120には、加圧室122aからの燃料が逃がし通路9125を通じて逃がされ易くなる。これによれば、吸入通路124での燃料の逆流形成緩和作用が高められ得るので、エネルギーロスを抑える効果の信頼性を向上させることが可能となる。
しかも第九実施形態では、カム収容室120を介して逃がし通路9125と間接的に接続された排出通路127の少なくとも一部が、逃がし通路9125の絞り部9125aよりも絞られている。即ち、逃がし通路9125からカム収容室120を介して間接的に燃料を排出し得る排出通路127の少なくとも一部が、絞り部9125aよりも絞られている。これによれば、低圧燃料ポンプ4の停止中にて吸入通路124及び加圧室122aに溜まったエアは、低圧燃料ポンプ4の作動再開後に加圧されることで、逃がし通路9125、カム収容室120及び排出通路127へ順次押し出され得る。故に、溜まったエアに起因して吸入通路124及び加圧室122aへの燃料吸入が阻害されて加圧室122aへの燃料充填性が低下する事態を、抑止することができる。したがって、エネルギーロスと共に加圧室122aからの圧送性能の低下も抑えることが可能となる。
以上に加えて、図15に示すように第九実施形態の高圧燃料ポンプ9010では、第七実施形態に準じて逃がし通路9125との連通箇所よりも上流側にてカム収容室120及び内圧可変室121を迂回する吸入通路7124が、第一実施形態の吸入通路124に代えて、設けられている。これにより、第七実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(第十実施形態)
図16に示すように本発明の第十実施形態は、第七実施形態の変形例である。第十実施形態による高圧燃料ポンプ10010において一対の加圧室122a,3122aに共通な逃がし通路10125は、第七実施形態の逃がし通路7125と実質的に同一構成部分を、有している。この同一構成部分により逃がし通路10125は、分岐通路部7125bから共通のカム収容室120へと接続されることで、カム収容室120を介して共通の排出通路127に接続されている。
ここで第七実施形態に準じて吸入通路7124は、逃がし通路10125との連通箇所よりも上流側にてカム収容室120及び各内圧可変室121を迂回している。これにより、カム収容室120よりも吸入通路7124側となる逃がし通路10125の中途部のうち、分岐通路部7125bにて横断面での通路面積が絞られている絞り部10125aでは、排出通路127の絞り部127aよりも当該通路面積が拡大されている。換言すれば、排出通路127において絞り部127aの設けられた中途部では、逃がし通路10125の絞り部10125aよりも横断面での通路面積が絞られている。
このような第十実施形態では、第七実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。また第十実施形態では、プランジャ162を駆動する駆動カム15を収容したカム収容室120を介すことで、逃がし通路10125が排出通路127に接続されている。これによれば、加圧室122a,3122aから逃がし通路10125へと逃げた燃料の一部を、容積のあるカム収容室120へとさらに逃がすことで、当該燃料の流れに生じる脈動を低減することができる。これによれば、燃料脈動に起因して吸入通路7124での逆流形成緩和作用が阻害される事態を抑止して、当該阻害によるエネルギーロスを抑えることが可能となる。
さらに第十実施形態では、逃がし通路10125がカム収容室120よりも吸入通路7124側にて絞られることで、「逃がし絞り部」としての絞り部10125aが形成されている。この構成下、内圧が逃がし通路10125よりも低圧となるカム収容室120には、加圧室122a,3122aからの燃料の一部が逃がし通路10125を通じて逃がされ易くなる。これによれば、吸入通路7124での燃料の逆流形成緩和作用が高められ得るので、エネルギーロスを抑える効果の信頼性を向上させることが可能となる。
しかも第十実施形態では、カム収容室120を介して逃がし通路10125と間接的に接続された排出通路127の少なくとも一部が、逃がし通路10125の絞り部10125aよりも絞られている。即ち、逃がし通路10125からカム収容室120を介して間接的に燃料を排出し得る排出通路127の少なくとも一部が、絞り部10125aよりも絞られている。これによれば、低圧燃料ポンプ4の停止中にて吸入通路7124及び加圧室122a,3122aに溜まったエアは、低圧燃料ポンプ4の作動再開後に加圧されることで、逃がし通路10125、カム収容室120及び排出通路127へ順次押し出され得る。故に、溜まったエアに起因して吸入通路7124及び加圧室122a,3122aへの燃料吸入が阻害されて加圧室122a,3122aへの燃料充填性が低下する事態を、抑止することができる。したがって、エネルギーロスと共に加圧室122a,3122aからの圧送性能の低下も抑えることが可能となる。
(第十一実施形態)
図17,18に示すように本発明の第十一実施形態は、第九実施形態の変形例である。第十一実施形態による高圧燃料ポンプ11010は、第九実施形態では一対ずつ設けられていた要素121,12b,124c,9125,126,16,17,11を、それぞれ一つずつに限って備えている。そこで、単一の加圧室122aと対応することになる単一の逃がし通路9125は、絞り部9125aを形成してカム収容室120へと接続されることで、カム収容室120を介して排出通路127に接続されている。故に、第九実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(第十二実施形態)
図19に示すように本発明の第十二実施形態は、第十一実施形態の変形例である。第十二実施形態による高圧燃料ポンプ12010は、第八実施形態に準ずる逆流規制弁8018を、吸入通路7124のうち第一分岐通路部124eの所定部分124clに、備えている。故に、第八実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(第十三実施形態)
図20,21に示すように本発明の第十三実施形態は、第二実施形態の変形例である。第十三実施形態による高圧燃料ポンプ13010は、第二実施形態では一対ずつ設けられていた要素121,12b,124c,125,126,16,17,11,2127a,2127bを、それぞれ一つずつに限って備えている。そこで、単一の加圧室122aと対応することになる単一の逃がし通路125のうち下流側端からは、排出通路2127のうち絞り部2127aを有した単一の通路部2127bが延伸し、この通路部2127bの下流側端からさらに、排出通路2127のうち通路部2127cが延伸している。但し、第十三実施形態の排出通路2127では、通路部2127cが設けられていなくてもよい。以上により逃がし通路125は、カム収容室120には接続されていない状態下、排出通路2127には直接的に接続された状態となっている。故に、第二実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(第十四実施形態)
図22に示すように本発明の第十四実施形態は、第十三実施形態の変形例である。第十四実施形態による高圧燃料ポンプ14010は、第八実施形態に準ずる逆流規制弁8018を、吸入通路124のうち分岐通路部124cの所定部分124clに、備えている。故に、第八実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(第十五実施形態)
図23に示すように本発明の第十五実施形態は、第十三実施形態の変形例である。第十五実施形態による高圧燃料ポンプ15010では、第五実施形態に準じて分岐通路部124cのうち逃がし通路125との連通箇所である所定部分124clよりも上流側では内圧可変室121を迂回する吸入通路5124が、第十三実施形態の吸入通路124に代えて設けられている。これにより、第五実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(第十六実施形態)
図24に示すように本発明の第十六実施形態は、第十三実施形態の変形例である。第十六実施形態による高圧燃料ポンプ16010では、第六実施形態に準じて逃がし通路125との連通箇所である分岐通路部124dよりも上流側では内圧可変室121を迂回する吸入通路6124が、第十三実施形態の吸入通路124に代えて設けられている。これにより、第六実施形態と同様の作用効果を発揮することが、可能である。
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
具体的に、第一~第三及び第九実施形態に関する変形例1では、第五実施形態による吸入通路5124の第一及び第二分岐通路部124c,3124cが、採用されてもよい。第一~第三及び第九実施形態に関する変形例2では、第六実施形態による吸入通路6124の第一及び第二分岐通路部124c,3124cと、同通路6124の別の第一及び第二分岐通路部124d,6124dとが、採用されてもよい。
第一、第二及び第四実施形態に関する変形例3では、第七実施形態による吸入通路7124の第一及び第二分岐通路部124c,3124cと、同通路7124の別の第一及び第二分岐通路部124e,7124eとが、採用されてもよい。第九及び第十実施形態に関する変形例4では、第一実施形態による吸入通路124の両部分124cu,124clを有した第一及び第二分岐通路部124c,3124cが、採用されてもよい。
第一~第三、第五~第七、第九、第十、第十五及び第十六実施形態に関する変形例5では図25(同図は第一実施形態の変形例5)に示すように、第八実施形態による逆流規制弁8018が吸入通路124,5124,6124,7124(例えば各分岐通路部124c,124d,124e,3124c,6124d,7124eの所定部分124cu又は124cl等)に、設置されてもよい。第一及び第二実施形態に関する変形例6では、上述の説明では一対設けられていた要素について、互いに対応する一方同士のみが設けられていてもよい。
第一、第二及び第九実施形態に関する変形例7では、各加圧室122aにて圧送行程の実行される期間が部分的に又は完全に重なっていてもよい。第三~第八及び第十実施形態に関する変形例8では、各加圧室122a,3122aにて圧送行程の実行される期間が部分的に重なっていてもよい。
第七及び第十実施形態に関する変形例9では図26(同図は第七実施形態の変形例9)に示すように、逃がし通路7125のうち連通通路部7125aの中途部から、共通通路部124b及び各分岐通路部124c,3124cのうちいずれか(同図は第二分岐通路部3124c)まで延伸する形状に、分岐通路部7125bが形成されてもよい。この場合、逃がし通路7125の分岐通路部7125bは、通路部124b及びカム収容室120を介して排出通路127と接続されることになる。
第七及び第十実施形態に関する変形例10では図27(同図は第七実施形態の変形例10)に示すように、共通通路部124b及び各分岐通路部124c,3124cのうちいずれか(同図は第二分岐通路部3124c)から、ケーシング12aにて外部に突出する排出管まで延伸する形状に、排出通路127が形成されてもよい。この場合、逃がし通路7125の分岐通路部7125bは、カム収容室120及び通路部124bを介して共通の排出通路127と接続されることになる。
第七及び第十実施形態に関する変形例11では図28(同図は第七実施形態の変形例11)に示すように、入口通路部7124a及び各分岐通路部124e,7124eのうちいずれか(同図は第一分岐通路部124e)から、カム収容室120の外周部まで延伸する別の入口通路部7124fが、分岐通路部7125bの代わりに採用されてもよい。第一、第二及び第四及び第九実施形態に関する変形例12では、変形例9~11のうちいずれかを加えた変形例3が採用されてもよい。
第九、第十一及び第十二実施形態に関する変形例13では、絞り部9125aの設けられていない逃がし通路9125(即ち、第一実施形態の逃がし通路125)が、採用されてもよい。第一~第十六実施形態に関する変形例14では、圧送行程のうちプレストローク期間ΔTpにて、開弁度が制御弁11により調整されてもよい。
第一~第十六実施形態に関する変形例15では、圧送行程のうちプレストローク期間ΔTpと吸入行程とにて、開弁度が制御弁11により変更されてもよい。第一~第十六実施形態に関する変形例16では、延伸する長さ方向(即ち、通路方向)のいずれの箇所においても排出通路127,2127,4127の通路面積が、逃がし通路125,3125,7125,9125,10125の通路面積よりも絞られていてもよい。
第一~第十六実施形態に関する変形例17では、低圧燃料ポンプ4として、高圧燃料ポンプ10,2010,3010,4010,5010,6010,7010,8010,9010,10010,11010,12010,13010,14010,15010,16010に内蔵されたメカポンプ又は電動ポンプが採用されてもよい。第一~第十六実施形態に関する変形例18では、内燃機関1としてのガソリンエンジンに燃料としてのガソリンを供給するための燃料供給システム2に対して、高圧燃料ポンプ10,2010,3010,4010,5010,6010,7010,8010,9010,10010,11010,12010,13010,14010,15010,16010が適用されてもよい。
4 低圧燃料ポンプ、10,2010,3010,4010,5010,6010,7010,8010,9010,10010,11010,12010,13010,14010,15010,16010 高圧燃料ポンプ、11 制御弁・第一制御弁、12 ポンプボディ、15 駆動カム、16 可動部、120 カム収容室、121 内圧可変室、122a 加圧室・第一加圧室、124,5124,6124,7124 吸入通路、124a,7124a,7124f 入口通路部、124b 共通通路部、124c 分岐通路部・第一分岐通路部、124d,124e 第一分岐通路部、125,3125,7125,9125,10125 逃がし通路、127,2127,4127 排出通路、127a,2127a,4127a,9125a,10125a 絞り部、162 プランジャ、2127b 個別通路部、2127c 合流通路部、3011 第二制御弁、3122a 第二加圧室、3124c,6124d,7124e 第二分岐通路部、8018 逆流規制弁、Tc 閉塞タイミング

Claims (16)

  1. 低圧燃料ポンプ(4)から吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(10,3010,7010,9010,10010,11010,12010)であって、
    前記吸入通路及び前記加圧室を形成しており、前記プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
    前記加圧室に燃料を吸入する側へ向かって前記プランジャが駆動される吸入行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を開放し、前記加圧室の燃料を圧送する側へ向かって前記プランジャが駆動される圧送行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)と
    前記プランジャを駆動する駆動カム(15)とを、備え、
    前記ポンプボディは、前記吸入通路に連通した逃がし通路(125,3125,7125,9125,10125)を、形成しており、
    前記逃がし通路は、前記圧送行程において前記閉塞タイミングの前に前記プランジャにより押圧された燃料を、前記加圧室から逃がし、
    前記ポンプボディは、前記逃がし通路から燃料を排出する排出通路(127)を、形成しており、
    前記排出通路の少なくとも一部は、前記逃がし通路よりも絞られており、
    前記ポンプボディは、前記駆動カムを収容したカム収容室(120)を、形成しており、
    前記逃がし通路は、前記排出通路に前記カム収容室を介して接続されている高圧燃料ポンプ。
  2. 前記逃がし通路(9125,10125)は、前記カム収容室よりも前記吸入通路側にて絞られることにより、逃がし絞り部(9125a,10125a)を形成しており、
    前記排出通路の少なくとも一部は、前記逃がし絞り部よりも絞られている請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
  3. 前記カム収容室には、一対の前記加圧室(122a)と個別に対応した一対の前記逃がし通路(125,9125)が互いに独立して接続されている請求項1又は2に記載の高圧燃料ポンプ。
  4. 前記カム収容室には、一対の前記加圧室(122a,3122a)に共通な前記逃がし通路(7125,10125)が接続されている請求項1又は2に記載の高圧燃料ポンプ。
  5. 前記カム収容室には、単一の前記加圧室(122a)と対応した単一の前記逃がし通路(9125)が接続されている請求項1又は2に記載の高圧燃料ポンプ。
  6. 前記吸入通路(7124)は、前記逃がし通路(7125,9125,10125)との連通箇所よりも上流側にて前記カム収容室を迂回している請求項1~5のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
  7. 前記ポンプボディは、前記圧送行程のずれる前記加圧室として、第一加圧室(122a)及び第二加圧室(3122a)を形成しており、
    前記吸入通路は、前記第一加圧室へ向かって分岐した第一分岐通路部(124c,124d,124e)、及び前記第二加圧室へ向かって分岐した第二分岐通路部(3124c,6124d,7124e)を、有し、
    前記逃がし通路(3125,7125,10125)は、前記第一分岐通路部及び前記第二分岐通路部に連通している請求項1,2,4のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
  8. 低圧燃料ポンプ(4)から吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(3010,4010,5010,6010,7010,8010,10010)であって、
    前記吸入通路及び前記加圧室を形成しており、前記プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
    前記加圧室に燃料を吸入する側へ向かって前記プランジャが駆動される吸入行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を開放し、前記加圧室の燃料を圧送する側へ向かって前記プランジャが駆動される圧送行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)とを、備え、
    前記ポンプボディは、前記吸入通路に連通した逃がし通路(3125,7125,10125)を、形成しており、
    前記逃がし通路は、前記圧送行程において前記閉塞タイミングの前に前記プランジャにより押圧された燃料を、前記加圧室から逃がし、
    前記ポンプボディは、前記圧送行程のずれる前記加圧室として、第一加圧室(122a)及び第二加圧室(3122a)を形成しており、
    前記吸入通路は、前記第一加圧室へ向かって分岐した第一分岐通路部(124c,124d,124e)、及び前記第二加圧室へ向かって分岐した第二分岐通路部(3124c,6124d,7124e)を、有し、
    前記逃がし通路は、前記第一分岐通路部及び前記第二分岐通路部に連通している高圧燃料ポンプ。
  9. 前記ポンプボディは、前記逃がし通路から燃料を排出する排出通路(127,4127)を、形成しており、
    前記排出通路の少なくとも一部は、前記逃がし通路よりも絞られている請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
  10. 前記逃がし通路(3125)は、前記排出通路(4127)に直接的に接続されている請求項に記載の高圧燃料ポンプ。
  11. 前記第一加圧室での前記圧送行程と、前記第二加圧室での前記圧送行程とは、交互に実行される請求項7~10のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
  12. 前記プランジャを含んで駆動される可動部(16)を、備え、
    前記ポンプボディは、前記可動部の駆動により内圧の増減する内圧可変室(121)を、形成しており、
    前記吸入通路(124)は、前記逃がし通路(125,3125,9125)との連通箇所よりも上流側にて前記内圧可変室を経由している請求項1~11のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
  13. 前記ポンプボディは、前記圧送行程の進行に従って内圧の増大する内圧可変室(121)を、形成しており、
    前記吸入通路(5124,6124,7124)は、前記逃がし通路(125,7125,9125,10125)との連通箇所よりも上流側にて前記内圧可変室を迂回している請求項1~11のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
  14. 前記吸入通路における燃料の逆流を規制する逆流規制弁(8018)を、備える請求項1~13のいずれか一項に記載の高圧燃料ポンプ。
  15. 燃料を圧送する低圧燃料ポンプ(4)と、前記低圧燃料ポンプから吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(10,3010,7010,9010,10010,11010,12010)とを、含んで構成される燃料供給システム(2)であって、
    前記高圧燃料ポンプは、
    前記吸入通路及び前記加圧室を形成しており、前記プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
    前記加圧室に燃料を吸入する側へ向かって前記プランジャが駆動される吸入行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を開放し、前記加圧室の燃料を圧送する側へ向かって前記プランジャが駆動される圧送行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)と
    前記プランジャを駆動する駆動カム(15)とを、備え、
    前記ポンプボディは、前記吸入通路に連通した逃がし通路(125,3125,7125,9125,10125)を、形成しており、
    前記逃がし通路は、前記圧送行程において前記閉塞タイミングの前に前記プランジャにより押圧された燃料を、前記加圧室から逃がし、
    前記ポンプボディは、前記逃がし通路から燃料を排出する排出通路(127)を、形成しており、
    前記排出通路の少なくとも一部は、前記逃がし通路よりも絞られており、
    前記ポンプボディは、前記駆動カムを収容したカム収容室(120)を、形成しており、
    前記逃がし通路は、前記排出通路に前記カム収容室を介して接続されている燃料供給システム。
  16. 燃料を圧送する低圧燃料ポンプ(4)と、前記低圧燃料ポンプから吸入通路(124,5124,6124,7124)を通じて加圧室(122a,3122a)に吸入した燃料を、プランジャ(162)により加圧して供給先に圧送する高圧燃料ポンプ(3010,4010,5010,6010,7010,8010,10010)とを、含んで構成される燃料供給システム(2)であって、
    前記高圧燃料ポンプは、
    前記吸入通路及び前記加圧室を形成しており、前記プランジャを摺動支持するポンプボディ(12)と、
    前記加圧室に燃料を吸入する側へ向かって前記プランジャが駆動される吸入行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を開放し、前記加圧室の燃料を圧送する側へ向かって前記プランジャが駆動される圧送行程において、前記吸入通路と前記加圧室との間を閉塞する閉塞タイミング(Tc)を制御する制御弁(11,3011)とを、備え、
    前記ポンプボディは、前記吸入通路に連通した逃がし通路(3125,7125,10125)を、形成しており、
    前記逃がし通路は、前記圧送行程において前記閉塞タイミングの前に前記プランジャにより押圧された燃料を、前記加圧室から逃がし、
    前記ポンプボディは、前記圧送行程のずれる前記加圧室として、第一加圧室(122a)及び第二加圧室(3122a)を形成しており、
    前記吸入通路は、前記第一加圧室へ向かって分岐した第一分岐通路部(124c,124d,124e)、及び前記第二加圧室へ向かって分岐した第二分岐通路部(3124c,6124d,7124e)を、有し、
    前記逃がし通路は、前記第一分岐通路部及び前記第二分岐通路部に連通している燃料供給システム。
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