JPH08158971A - 高圧燃料噴射装置用燃料ポンプ - Google Patents

高圧燃料噴射装置用燃料ポンプ

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JPH08158971A
JPH08158971A JP6330342A JP33034294A JPH08158971A JP H08158971 A JPH08158971 A JP H08158971A JP 6330342 A JP6330342 A JP 6330342A JP 33034294 A JP33034294 A JP 33034294A JP H08158971 A JPH08158971 A JP H08158971A
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pressure
pump
pressure fuel
control valve
high pressure
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Takeo Kushida
丈夫 串田
Hideya Kikuchi
英弥 菊地
Etsuro Hozumi
悦郎 穂積
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Zexel Corp
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24—Bypassing

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リリーフ弁を別途装備することなく、高圧
燃料ポンプ４のリリーフ機能を保有することができ、高
圧燃料ポンプ４の燃料圧力を制御する圧力制御弁（高圧
圧力制御弁１０）にリリーフ機能を持たせるようにした
高圧燃料噴射装置用燃料ポンプを提供すること。 【構成】 高圧燃料ポンプ４とインジェクター８との
間の高圧配管（高圧燃料供給用配管１６、高圧燃料制御
用配管１７）をバイパスすることに着目したもので、イ
ンジェクター８を迂回して高圧燃料ポンプ４と圧力制御
弁とを連通するポンプ制御弁間連通路１８を形成すると
ともに、ポンプ制御弁間連通路１８の配管通路面積を、
高圧燃料ポンプ４とインジェクター８との間の高圧燃料
供給用配管１６の配管通路面積およびインジェクター８
と圧力制御弁１０との間の高圧燃料制御用配管１７の配
管通路面積より小さくしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高圧燃料噴射装置用燃料
ポンプにかかるもので、とくにリリーフ弁機能を改善し
た高圧燃料噴射装置用燃料ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の筒内ガソリン噴射装置などの高圧
燃料噴射装置における燃料ポンプは、高圧燃料ポンプ
と、その燃料圧力を制御する圧力制御弁（ソレノイドバ
ルブユニット）とを有しており、この高圧燃料ポンプの
吐出口以降が、何らかの原因により閉塞した場合、高圧
燃料ポンプ内の圧力が異常に上昇することを防止するた
めにリリーフ弁を設けている。
【０００３】しかしながら、リリーフ弁の設定圧力は、
常用圧力より少なくとも１０％以上高めにこれを設定し
ているため、ポンプ各部にそれだけ過負荷がかかるとい
う問題がある。さらに、リリーフ弁を追加装備すること
によるコストの上昇、およびこのリリーフ弁からの漏れ
による性能低下などの問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、リリーフ弁を別途装
備することなく、高圧燃料ポンプのリリーフ機能を保有
することができる高圧燃料噴射装置用燃料ポンプを提供
することを課題とする。
【０００５】また、本発明は、高圧燃料ポンプの燃料圧
力を制御する圧力制御弁にリリーフ機能を持たせるよう
にした高圧燃料噴射装置用燃料ポンプを提供することを
課題とする。
【０００６】さらに、本発明は、上記圧力制御弁にリリ
ーフ機能を持たせるようにするために好適な構成を有す
る高圧燃料噴射装置用燃料ポンプを提供することを課題
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、高圧
燃料ポンプとインジェクターとの間の高圧配管をバイパ
スしてポンプ制御弁間連通路を形成することに着目した
もので、エンジンのシリンダー内に高圧燃料を噴射する
インジェクターに当該高圧燃料を供給する高圧燃料ポン
プと、この高圧燃料ポンプの燃料圧力を制御する圧力制
御弁と、を有する高圧燃料噴射装置用燃料ポンプであっ
て、上記インジェクターを迂回して上記高圧燃料ポンプ
と上記圧力制御弁とを連通するポンプ制御弁間連通路を
形成するとともに、このポンプ制御弁間連通路の配管通
路面積を、上記高圧燃料ポンプと上記インジェクターと
の間の高圧燃料供給用配管の配管通路面積および上記イ
ンジェクターと上記圧力制御弁との間の高圧燃料制御用
配管の配管通路面積より小さくしたことを特徴とする高
圧燃料噴射装置用燃料ポンプである。
【０００８】上記高圧燃料ポンプと上記圧力制御弁とを
一体的にユニット化してポンプユニットを構成するとと
もに、このポンプユニットの制御弁ハウジング内に上記
ポンプ制御弁間連通路を形成することができる。
【０００９】上記ポンプ制御弁間連通路に、オリフィス
を形成することができる。
【００１０】
【作用】本発明による高圧燃料噴射装置用燃料ポンプに
おいては、高圧燃料ポンプからインジェクターに至る高
圧配管をバイパスしてポンプ制御弁間連通路を形成した
ので、高圧燃料ポンプの圧力を制御する圧力制御弁自体
がリリーフ弁のリリーフ機能を有することが可能とな
り、リリーフ弁として別途これを設けることなく高圧燃
料ポンプの異常高圧を逃がすことができる。
【００１１】したがって、リリーフ弁分のコストを低減
することができるばかりか、リリーフ弁とは異なり圧力
制御弁が常用圧力で開閉するので、ポンプの各部に過負
荷をかけることがない。
【００１２】さらに、圧力制御弁の設定圧力は非常に精
密に調整されるので、高圧燃料ポンプ間でのばらつきが
なくなるとともに、リリーフ弁からの漏れによる性能低
下の問題も解消される。
【００１３】
【実施例】つぎに本発明の一実施例による高圧燃料噴射
装置用燃料ポンプ１を、筒内ガソリン噴射装置に応用し
た場合を例に取って、図１ないし図３にもとづき説明す
る。図１は、高圧燃料噴射用燃料ポンプ１の概略図であ
って、この高圧燃料噴射用燃料ポンプ１は、燃料タンク
２と、低圧フィードポンプ（低圧燃料ポンプ）３と、高
圧ガソリンポンプ４（高圧燃料ポンプ）と、高圧ガソリ
ンポンプ４の低圧圧力制御弁５（低圧プレッシャーレギ
ュレーター）と、ソレノイドバルブユニット６と、を有
し、燃料（たとえばガソリン）をコモンレール７を介し
てインジェクター８に供給する。
【００１４】このソレノイドバルブユニット６は、ソレ
ノイドバルブ９と、高圧圧力制御弁１０（高圧プレッシ
ャーレギュレーター）と、を有するとともに、ソレノイ
ドバルブ９にオリフィス１１を設けてある。
【００１５】ソレノイドバルブユニット６の高圧側導入
ポート１２と、低圧側導出ポート１３との間に高圧圧力
制御弁１０およびソレノイドバルブ９を並列に設けると
ともに、低圧側導出ポート１３を経て、リターン接続点
１４を設けてある。
【００１６】高圧ガソリンポンプ４の高圧ポンプ出口１
５からコモンレール７に向かう高圧燃料供給用配管１６
およびコモンレール７からの高圧燃料制御用配管１７を
迂回して、高圧ポンプ出口１５からソレノイドバルブユ
ニット６の高圧側導入ポート１２に至るポンプ制御弁間
連通路１８を形成するとともに、このポンプ制御弁間連
通路１８にオリフィス１９を形成してある。
【００１７】本発明では、上記高圧ガソリンポンプ４お
よびソレノイドバルブユニット６を一体化して、ポンプ
ユニット２０を形成してある。
【００１８】図２は、高圧燃料噴射用燃料ポンプ１にお
けるポンプユニット２０のとくに高圧ガソリンポンプ４
部分を示した具体的な断面図、図３は、同、ポンプユニ
ット２０におけるソレノイドバルブユニット６部分の具
体的な断面図である。このポンプユニット２０は、図１
の前記高圧ガソリンポンプ４およびソレノイドバルブユ
ニット６を一体化した構造に相当する。すなわちポンプ
ユニット２０は、高圧ガソリンポンプ４のカバー部分３
１Ａおよびソレノイドバルブユニット６のユニットハウ
ジング部分３１Ｂを一体化した制御弁ハウジング３１
と、ポンプハウジング３２と、フランジ３３と、制御弁
ハウジング３１およびポンプハウジング３２の間に配置
したリーフバルブ３４と、エンジン（図示せず）によっ
て回転駆動されるポンプシャフト３５と、を有する。
【００１９】制御弁ハウジング３１のカバー部分３１Ａ
には、吸入通路３６および吐出通路３７を形成し、固定
用ボルト３８により制御弁ハウジング３１とポンプハウ
ジング３２とを一体化してある。また、取付けボルト３
９によりポンプハウジング３２とフランジ３３とを一体
化してある。
【００２０】ポンプハウジング３２およびフランジ３３
にまたがって、非磁性材料による隔壁４０を介し、ポン
プシャフト３５の分割構成とした駆動側シャフト３５Ａ
および従動側シャフト３５Ｂを設けてある。また、従動
側シャフト３５Ｂには偏心カム部３５Ｃを形成してあ
る。
【００２１】隔壁４０にまたがって、駆動側シャフト３
５Ａと従動側シャフト３５Ｂとの間にマグネットカップ
リング４１を設け、駆動側シャフト３５Ａをエンジン
（図示せず）により駆動することによって従動側シャフ
ト３５Ｂを回転可能としている。
【００２２】ポンプハウジング３２には、複数本たとえ
ば５本のピストン４２を設け、ポンプシャフト３５の偏
心カム部３５Ｃによってこれらを順に往復駆動する。す
なわち、ピストン４２は、ポンプシャフト３５の軸線方
向に直角な面内に放射状にこれを配置し、ポンプシャフ
ト３５の回転により求心方向（図２中下降方向）および
遠心方向（図２中上昇方向）に往復動する。
【００２３】リーフバルブ３４には、吸入バルブ４３お
よび吐出バルブ４４を形成してある。さらにポンプハウ
ジング３２に、吸入通路３６に連通して順にカム室４
５、カップリング室４６、吸入側連通路４７および吸入
側通路４８を形成し、吸入吐出用孔４９および吐出側通
路５０を介して吐出バルブ４４から吐出通路３７に至る
燃料通路を形成する。
【００２４】上記吸入吐出用孔４９に連通してピストン
４２の内部に加圧室５１を形成し、ピストンスプリング
５２によってピストン４２を求心方向に付勢し、ポンプ
シャフト３５の回転駆動により、吸入バルブ４３からの
吸入作用および吐出バルブ４４への吐出作用を行うもの
である。
【００２５】つぎに図３に示すように、前記ソレノイド
バルブユニット６は、前記ソレノイドバルブ９と高圧圧
力制御弁１０とを有するもので、高圧ガソリンポンプ４
からコモンレール７を介した前記高圧燃料制御用配管１
７により前記高圧側導入ポート１２においてこれを接続
してあるとともに、前記低圧側導出ポート１３から燃料
タンク２に燃料を還流する。
【００２６】前記ユニットハウジング部分３１Ｂに高圧
側通路５３および低圧側通路５４を形成し、これらにま
たがるように当該高圧圧力制御弁１０およびソレノイド
バルブ９を配置してある。
【００２７】高圧圧力制御弁１０は、バルブハウジング
５５と、弁シート部材５６と、圧力調整用弁体５７と、
シート用ハウジング５８と、圧力調整用スプリング５９
とを有する。
【００２８】なお、高圧側導入ポート１２からの圧力が
過剰に高圧となったときに、圧力調整用弁体５７が圧力
調整用スプリング５９の付勢力に抗して弁シート部材５
６からリフトし、圧力調整用弁体５７と弁シート部材５
６との間に高圧側通路５３と低圧側通路５４とを連通す
る開閉通路６０（図中仮想線）を形成可能としてある。
【００２９】ソレノイドバルブ９は、高圧側通路５３と
低圧側通路５４との間にまたがってこれを設けてあり、
アーマチャー６１と、スプリングシート部材６２と、ソ
レノイドスプリング６３と、ソレノイド６４と、バルブ
シート部材６５と、アーマチャー６１の先端部に一体に
形成するとともに前記オリフィス１１部分を開閉するバ
ルブボディ６６と、を有する。
【００３０】さらに、高圧側通路５３および高圧側導入
ポート１２に連通する連通用空間６７に前記ポンプ制御
弁間連通路１８を開口させ、高圧側導入ポート１２部分
と高圧ガソリンポンプ４の吐出通路３７部分（高圧ポン
プ出口１５）とを連通している。
【００３１】ソレノイドバルブ９は、エンジン（図示せ
ず）の始動時にソレノイド６４を「ＯＮ」とすることに
より高圧側通路５３と低圧側通路５４との間を「開」と
し、高圧ガソリンポンプ４からではなく低圧フィードポ
ンプ３からの燃料圧送を可能とし、低圧燃料による始動
が可能となるとともに、エンジンが完爆後の通常高圧運
転時は、ソレノイド６４を「ＯＦＦ」とすることによ
り、高圧側通路５３と低圧側通路５４との間を「閉」と
すると、高圧ガソリンポンプ４を用いた高圧噴射が行わ
れるものであるが、本発明とは直接の関係がないのでこ
れ以上の詳述を省略する。
【００３２】こうした構成の高圧燃料噴射用燃料ポンプ
１において、エンジン完爆後、通常運転状態の高圧ガソ
リンポンプ４の部分におけるポンプシャフト３５の回転
によってピストン４２を往復動させ、燃料の吸入吐出を
行って、吐出通路３７からコモンレール７およびインジ
ェクター８に燃料を圧送する。
【００３３】こうした圧送作用において、高圧圧力制御
弁１０がリリーフ弁の機能を果たすことができる。すな
わち、ポンプユニット２０とコモンレール７との間の高
圧燃料供給用配管１６あるいは高圧燃料制御用配管１７
が何らかの原因により閉塞して高圧ガソリンポンプ４内
の圧力が異常に上昇した場合に、高圧燃料供給用配管１
６および高圧燃料制御用配管１７をバイパスしているポ
ンプ制御弁間連通路１８から高圧側導入ポート１２、連
通用空間６７および高圧側通路５３を介して高圧圧力制
御弁１０に圧力が伝達され、圧力調整用スプリング５９
の付勢力に抗して圧力調整用弁体５７が弁シート部材５
６からリフトし、高圧側通路５３と低圧側通路５４との
間の開閉通路６０を開放形成して、当該異常圧力を低圧
側導出ポート１３から燃料タンク２に逃がすことができ
る。したがって、異常発生時に高圧ガソリンポンプ４圧
力が異常に上昇する危険を回避することができる。
【００３４】なお、ポンプ制御弁間連通路１８の配管通
路面積は、オリフィス１９の部分で絞られているため、
高圧燃料供給用配管１６および高圧燃料制御用配管１７
の配管通路面積より小さく形成されており、高圧ガソリ
ンポンプ４の通常運転時にこのポンプ制御弁間連通路１
８が、高圧ガソリンポンプ４、高圧燃料供給用配管１
６、コモンレール７および高圧燃料制御用配管１７を流
れる流量に影響を及ぼすことはない。したがって、ポン
プ制御弁間連通路１８の配管通路面積全体が十分小さけ
ればオリフィス１９を形成する必要はない。
【００３５】なお、高圧ポンプ出口１５と、ソレノイド
バルブユニット６の高圧圧力制御弁１０との間の連通構
造は、一体的なユニットハウジング部分３１Ｂの内部に
おいてこれを構成することができるため、ポンプ制御弁
間連通路１８がユニットハウジング部分３１Ｂの外部に
ある場合に比較して、製作が容易であるとともに、外力
によるポンプ制御弁間連通路１８の閉塞が回避されるの
で、より安全かつ効果的である。
【００３６】さらに、高圧ガソリンポンプ４圧力の異常
上昇を防ぐために高圧圧力制御弁１０を活用し、リリー
フ弁を別途設ける必要はなく、コストアップがない。
【００３７】しかも、リリーフ弁の機能を果たす高圧圧
力制御弁１０の開弁圧力は精密に調整されているので、
ばらつきやすいリリーフ弁のリリーフ圧やマグネットカ
ップリング４１の脱調により異常圧力上昇を防止する場
合に比較して、高圧ガソリンポンプ４間のばらつきが非
常に小さい。
【００３８】さらに、リリーフ弁からの燃料漏れによる
高圧ガソリンポンプ４性能の低下の問題も解消される。
すなわち、通常のリリーフ弁の場合には、そのシール性
が重要であって、シール性を確保するためにもそのリリ
ーフ圧力はリリーフ制御圧力の１．１倍以上（１０％以
上高め）に設定するようにしているが、上述のように高
圧圧力制御弁１０の開弁圧力は精密に調整されていて、
リリーフ圧力＝リリーフ制御圧力とすることができ、漏
れによる性能低下がないとともに、１０％高め分の過大
な圧力の発生もなく、リリーフ圧力を常用圧力とするこ
とができ、高圧ガソリンポンプ４の各部分に過負荷がか
からない。
【００３９】さらに、電気的に検知することが可能な非
常時の場合には、その検知信号によりソレノイドバルブ
９を「開」とするように構成することによってリリーフ
圧力をリリーフ制御圧力より十分に小さく設定すること
も可能であって、安全性を高くすることもできる。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、インジェ
クターないしコモンレールを迂回して高圧燃料ポンプと
圧力制御弁とを連通するポンプ制御弁間連通路を形成し
たので、高圧圧力制御弁をリリーフ弁として活用するこ
とが可能となり、コストの低下とともに、従来のように
リリーフ弁からの漏れによる性能低下がなく、高圧ガソ
リンポンプに過負荷がかからず性能の向上を図ることが
できる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による高圧燃料噴射装置用燃
料ポンプ１の概略図である。
【図２】同、高圧燃料噴射用燃料ポンプ１におけるポン
プユニット２０のとくに高圧ガソリンポンプ４部分を示
した具体的な断面図である。
【図３】同、ポンプユニット２０におけるソレノイドバ
ルブユニット６部分の具体的な断面図である。
【符号の説明】
１ 高圧燃料噴射用燃料ポンプ ２ 燃料タンク ３ 低圧フィードポンプ（低圧燃料ポンプ） ４ 高圧ガソリンポンプ（高圧燃料ポンプ） ５ 低圧圧力制御弁（低圧プレッシャーレギュレータ
ー） ６ ソレノイドバルブユニット ７ コモンレール ８ インジェクター ９ ソレノイドバルブ １０ 高圧圧力制御弁（高圧プレッシャーレギュレータ
ー） １１ オリフィス １２ 高圧側導入ポート １３ 低圧側導出ポート １４ リターン接続点 １５ 高圧ポンプ出口 １６ 高圧燃料供給用配管 １７ 高圧燃料制御用配管 １８ ポンプ制御弁間連通路 １９ オリフィス ２０ ポンプユニット ３１ 制御弁ハウジング ３１Ａ 高圧ガソリンポンプ４のカバー部分 ３１Ｂ ソレノイドバルブユニット６のユニットハウジ
ング部分 ３２ ポンプハウジング ３３ フランジ ３４ リーフバルブ ３５ ポンプシャフト ３５Ａ ポンプシャフト３５の駆動側シャフト ３５Ｂ ポンプシャフト３５の従動側シャフト ３５Ｃ ポンプシャフト３５の偏心カム部 ３６ 吸入通路 ３７ 吐出通路 ３８ 固定用ボルト ３９ 取付けボルト ４０ 非磁性材料による隔壁 ４１ マグネットカップリング ４２ ピストン ４３ 吸入バルブ ４４ 吐出バルブ ４５ カム室 ４６ カップリング室 ４７ 吸入側連通路 ４８ 吸入側通路 ４９ 吸入吐出用孔 ５０ 吐出側通路 ５１ 加圧室 ５２ ピストンスプリング ５３ 高圧側通路 ５４ 低圧側通路 ５５ バルブハウジング ５６ 弁シート部材 ５７ 圧力調整用弁体 ５８ シート用ハウジング ５９ 圧力調整用スプリング ６０ 開閉通路 ６１ アーマチャー ６２ スプリングシート部材 ６３ ソレノイドスプリング ６４ ソレノイド ６５ バルブシート部材 ６６ バルブボディ ６７ 連通用空間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンのシリンダー内に高圧燃料を
    噴射するインジェクターに当該高圧燃料を供給する高圧
    燃料ポンプと、 この高圧燃料ポンプの燃料圧力を制御する圧力制御弁
    と、を有する高圧燃料噴射装置用燃料ポンプであって、 前記インジェクターを迂回して前記高圧燃料ポンプと前
    記圧力制御弁とを連通するポンプ制御弁間連通路を形成
    するとともに、 このポンプ制御弁間連通路の配管通路面積を、前記高圧
    燃料ポンプと前記インジェクターとの間の高圧燃料供給
    用配管の配管通路面積および前記インジェクターと前記
    圧力制御弁との間の高圧燃料制御用配管の配管通路面積
    より小さくしたことを特徴とする高圧燃料噴射装置用燃
    料ポンプ。
  2. 【請求項２】 前記高圧燃料ポンプと前記圧力制御弁
    とを一体的にユニット化してポンプユニットを構成する
    とともに、 このポンプユニットの制御弁ハウジング内に前記ポンプ
    制御弁間連通路を形成したことを特徴とする請求項１記
    載の高圧燃料噴射装置用燃料ポンプ。
  3. 【請求項３】 前記ポンプ制御弁間連通路に、オリフ
    ィスを形成したことを特徴とする請求項１記載の高圧燃
    料噴射装置用燃料ポンプ。
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