WO2000047888A1 - Pompe d'alimentation en combustible a haute pression faisant partie d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Description

明 細 書

内燃機関の高圧燃料供給ポンプ 技術分野

本発明は、 高圧燃料供給ポンプに係り 、 特に、 内燃機関の燃料噴射弁 に高圧燃料を圧送するに好適な高圧燃料供給ポンプに関する。

ま た、 吐出される燃料の量を調節する可変容量機構を備えた高圧燃料 供給ポンプに関する。 背景技術

①従来の高圧燃料供給ポンプは、 例えば、 特許第 2690734 号明細書に記 載のよ う に、 燃料は、 タ ンクから低圧ポンプにて高圧ポンプに供給され、 高圧に昇圧されて、 コモンレールに供給されている。 この高圧ポンプ内 において、 吸入通路は加圧室の上端面に、 吐出通路は、 加圧室の中間側 壁に連通されている。

ま た、 従来の他の高圧燃料供給ポンプと しては、 例えば、 特開平 1 0— 3 1809 1号公報に記載されているよ う に、 吸入通路は加圧室の中間側壁又 は上端面に、 吐出通路は加圧室の上端面に連通されている。

と ころで、 エンジンを始めて始動する際や、 長期の停止後再始動する 際には、 燃料配管内に、 空気や燃料のぺ一パが存在している。 このため 始動直後においては、 高圧ポンプの昇圧特性が悪化しやすいものである これを防止するためには、 高圧ポンプの加圧室内の空気や燃料べーパを 早急に加圧室から排出する こ と によ り高圧ポンプの昇圧性を確保すると ともに、 吐出容量の大きい低圧ポンプにてコモンレール内に早急に燃料 を供給する必要がある。 しかしながら、 従来の特許番号 2690734 号明細書に記載されているも のでは、 高圧ポンプ内の吸入通路は加圧室の上端面に、 吐出通路は加圧 室の中間側壁に設けられているため、 吸入工程では、 吸入燃料によ りべ ーパ等が吸入通路側に排出されにく く 、 吐出工程では、 吐出通路よ り 上 部の加圧室内に残留 しやすく 、 燃料の供給性が低下するという 問題があ つ た。

ま た、 従来の特開平 1 0— 3 1809 1号公報の図 5 に記載の構成においても、 高圧ポンプ内の吐出通路は加圧室の上端に設けられているため、 加圧室 内のベーパは排出 しやすいが、 上記従来技術の両者ともに、 低圧ポンプ から送付された燃料は高圧ポンプ内のビス トン運動によ り体積変化する 加圧室に連通しているため、 エンジン始動直後に低圧ポンプにて、 コモ ンレールまで燃料を供給しょ う と しても、 加圧室内のビス トン運動が抵 抗にな り 、 燃料供給が遅れるという問題があっ た。

さ らに、 従来の特開平 1 0— 3 1809 1号公報の図 1 に記載の構成において は、 シリ ンダ固定部の上端平面を圧縮嵌合しているため、 吸入通路を加 圧室中間側壁に連通させた際に、 燃料がシ リ ンダ外周を通ってデリ バリ バルブ外周に流れ込むため、 0 リ ングを用いて外部とのシールを行って いる。 しかしながら、 0 リ ングが弾性部材の際は、 加圧室の圧力変動に よ り動いて しま う ので、 加圧室の圧力上昇が低減した り 、 0 リ ングのこ すれ摩耗 · 破断が発生する問題があった。

②ま た、 高圧燃料の漏洩に対するシール機構においては、

従来の高圧燃料供給ポンプは、 プラ ンジャの往復動によ リ加圧室内の 燃料を高圧に昇圧する よ う に している。 こ こで、 加圧された燃料圧は、 かなり の高圧となるため、 プラ ンジャ とシ リ ンダの間隙から燃料が漏れ 出る恐れがある。 そこで、 燃料漏れを防止するため、 従来の高圧燃料供給ポンプにおい ては、 特開平 1 0— 3 18068号公報や、 特開平 8— 68370号公報に記載されて いるよ う に、 プラ ンジャの摺動部端部に弾性部材のシール材を配してい る。 そ して、 シール材の燃料室側には、 略大気圧となる燃料タ ンク に連 通する通路が設けられている。 ま た、 さ らに、 プラ ンジャの摺動部内に、 低圧部である燃料吸入口につながる燃料溜り部を設けている。 これらの 構成を備える ことによ リ 、 シール材の一方の端部が大気圧に接している と き、 他方の端部にも、 燃料タ ンク に連通して略大気圧とする こと によ り 、 加圧室の高圧が直接シール材にかからないよ う にする こと によ り 、 シール材からの燃料漏れを防止している。

しかしながら、 特開平 1 0— 3 18068号公報の図 1 に記載された高圧燃料 供給ポンプにおいては、 低圧燃料室に連通している燃料溜り部 （図 1 の 脈動低減空間） からプラ ンジャの摺動端までの距離が短いため、 シール 材が破損 · 脱落した際に、 プラ ンジャ摺動部のすき まから多量の燃料が 外部に流出する恐れがあるという 問題があった。

一方、 特開平 8— 68370号公報の図 1 に記載された高圧燃料供給ポンプ においては、 低圧燃料室に連通している燃料溜り部 （図 1 のシ リ ンダ 1 1 の摺動孔 1 1 a ) からシール材までのプラ ンジャ摺動端までの距離 を大き く しているため、 シール材が破損 · 脱落した際に流出する燃料を 少量におさ える ことはできる。 しかしながら、 加圧室と燃料溜り までの プランジャ摺動距離を大き く する こ とができないため、 加圧時に燃料が プラ ンジャ摺動部のすきまから低圧部に漏れて しまい、 吐出効率が悪く なるという 問題があった。

ま た、 特開平 8— 68370号公報の図 1 に記載された高圧燃料供給ポンプ においては、 加圧室から燃料溜り 部までの距離を長く する こ と によ リ 、 燃料漏れを防止する こ とも可能ではあるが、 そのためには、 摺動部の全 長を長く する必要があるため、 ポンプ全体が大型化するという問題が生 じて く る。

さ らに、 特開平 1 0— 3 18068号公報や、 特開平 8— 68370号公報に記載さ れている従来の高圧燃料供給ポンプにおいては、 シール材の両端部を略 大気圧とするために、 シール材の燃料室側には、 略大気圧となる燃料タ ンク に連通する通路を設ける必要があるため、 ポンプから燃料タ ンク に つな ぐ通路が必要となる。 その結果、 ポンプの加工が複雑になるととも に、 ポンプとタ ンク をつなぐ配管が必要とな り 、 コス トが高く なるとい う問題があった。

③次に可変容量機構に関しては、

従来の装置は、 例えば、 特許番号 2690734 号に記載のよ う に、 吸入通 路内に電磁弁を設けてお り 、 電磁弁の開閉動作によ って吸入側への戻し 量を制御する こ と によ り 吐出量を調節する構成のものが知られている。

ま た、 例えば、 特開平 1 0— 1 53 157号では、 吸入通路内に逆止弁を設け、 かつ加圧室に連通する燃料スピル （溢流） 通路にスピル （溢流） 弁を設 け、 スピル弁の開閉動作によ って燃料タ ンクへのスピル （溢流） 量を制 御する こと によ り 吐出量を調節する構成のものが知られている。

ポンプの回転はエンジンの回転数に対してポンプのカム山の倍数だけ 増加するので、 m s e c ( ミ リ秒） のオーダで吸入弁ゃスピル弁を開閉する 必要があるが、 このよ う な高速開閉の状態では、 電磁弁の弁の質量が、 応答性に影響を与える。 発明の開示

本発明の第 1 の目的は、 エンジンの始動直後のコモンレールへの燃料 供給性を向上できる高圧燃料供給ポンプを提供する ことにある。

本発明の第 2 の目的は、 エンジンの始動直後のコモンレールへの昇圧 性を向上できる高圧燃料供給ポンプを提供する ことにある。

本発明の第 3 の目的は、 摺動部のシール材が破損 · 脱落した際におい ても、 燃料の外部漏れを少量に抑えるとともに、 小型で安価な高圧燃料 供給ポンプを提供する ことにある。

本発明の第 4の目的は、 開閉応答性の良好な可変容量機構を有する高 圧燃料供給ポンプを提供する こ とにある。

( 1 ) 上記第 1 の目的を達成するために、 本発明は、 燃料の吸入通路か ら供給された燃料を加圧部材によ り加圧して吐出通路に圧送する加圧室 を有する高圧燃料供給ポンプにおいて、 上記加圧部材が配置された主加 圧室の他に、 上記吸入通路と上記吐出通路を連通する副加圧室を備える よ う に したものである。

かかる構成によ り 、 低圧ポンプによって吸入通路から供給された燃料 を高圧ポンプの加圧部材の運動による抵抗に阻害される こ となく 、 吐出 通路を経てコモンレールに供給できるため、 コモンレールへの燃料供給 性を向上し得るものとなる。

( 2 ) 上記 （ 1 ) において、 好ま し く は、 上記吸入通路と上記吐出通路 を、 上記加圧室の上端部に連通させるよ う に したものである。

かかる構成によ り 、 吐出工程において、 加圧室内の空気や燃料ぺーパ の排出を確実に行えるとともに、 加圧室への燃料供給を妨げずに加圧室 のデッ ドボリ ューム （上死点時の加圧室容積） を最小化する こ とができ るため、 高圧ポンプを小型化し得るものとなる。

( 3 ) 上記 （ 1 ) において、 好ま し く は、 上記副加圧室は、 上記主加圧 室の外周に略環状に配置するよ う に したものである。 ( 4 ) 上記第 2 の目的を達成するために、 本発明は、 燃料の吸入通路か ら供給された燃料を加圧部材によ り加圧して吐出通路に庄送する加圧室 を有する高圧燃料供給ポンプにおいて、 端部にテ一パ面を有するととも に、 ポンプ本体とは別部材によ り形成された加圧室形成部材を備え、 こ の加圧室形成部材の上記テ一パ面を固定部材によ リ庄縮嵌合させる こと によ り 、 上記加圧室を形成するよ う に したものである。

かかる構成によ リ 、 加圧室形成部材をゴム等の弾性部材を設けずに固 定し得るものとな り 、 コモンレールへの昇圧性を向上し得るものとなる。

( 5 ) 上記第 3 の目的を達成するために、 本発明は、 燃料の吸入通路と 吐出通路に連通する加圧室と、 この加圧室内の燃料を上記吐出通路に圧 送する加圧部材を有する高圧燃料供給ポンプにおいて、 上記加圧部材の 摺動部に配置されたシール材と、 このシール材の燃料室側を燃料吸入通 路に連通する連結通路と、 この連結通路に配置され、 上記燃料吸入通路 側から上記シール材側への燃料の流入を阻止する逆止弁と を備えるよ う に したものである。

かかる構成によ り 、 シール材が破損等した場合でも、 逆止弁によ り燃 料漏れを防止でき、 ま た、 大気圧と連通する部分を設けないこと によ り 、 小型化， コス ト低減を図り得るものとなる。

( 6 ) 上記 （ 5 ) において、 好ま し く は、 上記逆止弁は、 ポンプ運転停 止時に開弁している よ う に したものである。

かかる構成によ リ 、 ポンプ停止時の逆止弁のシー ト面に対する固着を 防止し得るものとなる。

( 7 ) 上記 （ 6 ) において、 好ま し く は、 上記逆止弁を弾性部材で形成 したものである。

( 8 ) 本発明の第 4 の目的は、 シリ ンダと低圧側通路との間に設けた燃 料通孔を開閉する弁体と、 この弁体を前記通孔に対して閉塞方向に付勢 するばねと、 前記弁体と接触ま たは離間して前記弁体の開閉タイ ミ ング を調整する操作捍と、 この操作捍を内燃機関の運転状態に関連して電磁 的に駆動する電磁機構によ って高圧ポンプを構成する ことによって達成 される。

このよ う に構成した本発明では電磁駆動機構に対して弁体の質量が負 荷とならないので吐出容量制御機構の応答性が改善される。

( 9 ) ( 8 ) において、 この電磁駆動機構は吸入弁機構と共用する こと ができる。

( 1 0 ) ( 8 ) において、 この電磁駆動機構はスピル （溢流） 弁機構と して構成する ことができる。

( 1 1 ) さ らに、 本発明の好ま しい実施態様は次の通り である。

吸入通路に吸入弁を設け、 この吸入弁には、 加圧室に燃料が流入する 際に自動的に開口する程度の閉じ方向のわずかな付勢力をかける。 更に . この吸入弁に開口方向に保持する付勢力をもつた係合部材を係合し、 こ の係合部材をァクチユエ一タの動作タイ ミ ングによ り 、 吸入弁を開閉制 御する。

これによ り 、 ポンプの吸入工程では、 ァクチユエータの動作に関係せ ずに、 吸入弁は開口する こ とができる。 ま た、 圧縮工程においても、 ァ クチユエ一タ を動作 （ O N ) しなければ、 吸入弁は開口状態を維持する ため、 圧縮によ り減少 した加圧室の過剰燃料は吸入側にもどされる。 従 つて、 加圧室の圧力は上昇しないため、 燃料は吐出通路には圧送されな い。 この状態で、 ァクチユエ一タ を動作 （ O N ) させると、 吸入弁は自 己閉弁力にょ リ 閉弁し、 加圧室の圧力が上昇し、 吐出通路に圧送される このよ う に、 ァクチユエータの動作タイ ミ ングを制御する ことによ り 、 吐出量を調節する ことができる。

また、 最大吐出時では、 ァクチユエータ の O N状態を保持させる こと によ り 、 吸入弁は加圧室の圧力に同期して自動的に開閉するため、 ァク チユエ一タ の応答性に依存する こ となく 最大吐出を行う ことができる。

ま た、 低吐出時では、 ァクチユエータは圧縮工程の後半から O N して 吸入工程の終わ り までに O F Fすればよいため、 高応答性は必要と され ない。

更に、 吐出時は、 吸入弁のみが閉弁すればよいため、 燃料のシー ト漏 れを少な く おさ える ことができる。

( 1 2 ) ま た、 好ま し く は、 ァクチユエ一タ を電磁式にする ことによ り 、 エンジンコ ン トロールユニッ トで簡単に制御する ことができ、 ま た、 こ のァクチユエ一タ に燃料噴射弁を流用する こ ともできる。

( 1 3 ) ま た、 好ま し く は、 吸入弁と係合部材の係合部を凹凸係合にす る こ と によ り 、 係合部のずれ · 滑り落ち等を防止する ことができ、 確実 な動作を行う ことができる。

( 1 ) ま た、 好ま し く は、 吸入弁又は吐出弁にポール弁を用いる こと によ り 、 シ一 卜部の加工精度を容易に向上する こ とができる。 また、 こ のポール弁に円筒部材を係合させ、 この円筒部材の外周を吸入通路内で 往復摺動可能に保持する こと によ り 、 ポール弁の発振を防止できる。 更 に円筒部材とポール弁が別体のため、 両者とも容易な方法で製作可能で ある。

( 1 5 ) ま た、 この好ま し く は、 プラ ンジャ往復摺動式ポンプにおいて は、 プランジャの摺動部分をポンプ本体と別体の円筒部材とする こ とに よ り 、 摺動部のみを摺動に適した材料とする こ とができる。 更に、 この 円筒部材の内壁をプランジャの摺動孔と これよ り 内径を大き く した拡張 内壁部を形成し、 拡散内壁の外周部のみでポンプ本体に圧入嵌合する こ と によ り 、 摺動孔の変形を防止できる。 従って、 円筒部材嵌合後に、 摺 動孔を再加工する必要がないため、 安価に製作する ことができる。

( 1 6 ) ま た、 好ま し く は、 円筒部材とポンプ本体の嵌合した部分以外 にすきま を設け、 円筒部材の外周部に円環状通路を構成し、 この円環状 通路をプラ ンジャ摺動孔の一端と燃料導入通路に連通されるこ とによ り 、 燃料導入圧が円環状通路に導かれ加圧室との圧力差が低減し、 加圧室か ら嵌合部及び摺動部を通る燃料漏れ量が低減できる。 ま た、 摺動部外周 を燃料が覆う ため摺動部の冷却を行う ことができる。

( 1 7 ) ま た、 更に好ま し く は、 燃料通路内にポンプ本体と円筒部材に 係合する部材を設ける こ とによ り 、 係合部からポンプ外部への燃料漏れ や発生を防止しつつ、 円筒部材の抜け止めをはかる こ とができる。 図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の一実施形態による高圧燃料供給ポンプの水平断面図 である。

第 2 図は本発明の一実施形態による高圧燃料供給ポンプの垂直断面図 である。

第 3 図は本発明の一実施形態による高圧燃料供給ポンプを用いた燃料 噴射システムのシステム構成図である。

第 4図は本発明の第 2 の実施形態本実施形態による高圧燃料供給ボン プの垂直断面図である。

第 5図は第 4図の部分拡大図である。

第 6 図は本発明の第 3 の実施形態本実施形態によ る高圧燃料供給ポン プの垂直断面を示す部分拡大図である。 第 7図は本発明の第 4の実施形態による高圧燃料供給ポンプを用いた 燃料噴射システムの.全体構成を示すシステム構成図である。

第 8図は本発明の第 4の実施形態による高圧燃料供給ポンプの構成を 示す縦断面図である。

第 9図は本発明の第 4の実施形態による高圧燃料供給ポンプに用いる 逆止弁の開弁時の断面図である。

第 1 0図は本発明の第 4の実施形態による高圧燃料供給ポンプに用い る逆止弁の閉弁時の断面図である。

第 1 1 図は本発明の可変容量機構の概念を説明するための図面であり、 第 2図， 第 8図を概念的に示した図面である。

第 1 2図乃至第 1 4図は、 スピル弁 （溢流弁） も しく は吸入弁の他の 実施例を示す図面である。

第 1 5図は第 2図， 第 8図の吸入弁及びソレノィ ド駆動部に対応する 部分の具体的拡大断面図である。

第 1 6図は第 1 5図の P部分の拡大断面図である。

第 1 7図はホルダの側面図である。

第 1 8図はホルダの横断面図である。

第 1 9図 （ a ) は吸入弁の断面図、 （ b ) は （ a ) の右側面図である , 発明を実施するための最良の形態

以下、 第 1 図〜第 3図を用いて、 本発明の一実施形態による高圧燃料 供給ポンプの構成について説明する。

第 1 図は、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプの水平断面図であり 第 2図は、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプの垂直断面図であり、 第 3図は、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプを用いた燃料噴射シス テムのシステム構成図である。 なお、 図中同一符号は、 同一部分を示し ている。

第 1 図に示すよ う に、 ポンプ本体 1 は、 燃料吸入通路 1 0 と、 吐出通 路 1 1 と、 加圧室 1 2 と を備えている。 吸入通路 1 0 には、 吸入弁 5 が 設けられており 、 ばね 5 aにて一方向に保持され、 燃料吸入通路 1 0か ら燃料吸入通路 5 b への燃料の流通方向を制限する逆止弁となっている _c 吐出通路 1 1 には、 吐出弁 6 が設けられており 、 ばね 6 a にて一方向に 保持され、 燃料吐出通路 6 b から燃料吐出通路 1 1 への燃料の流通方向 を制限する逆止弁となっている。

加圧室 1 2 は、 本実施形態においては、 主加圧室 1 2 a と、 その外周 に位置する環状の副加圧室 1 2 b に分割 し、 それぞれを連通穴 1 2 c で 連通された構成となっている。 副加圧室 1 2 b は、 燃料吸入通路 5 b と 燃料吐出通路 6 b を連通している。

こ こで、 第 2 図に示すよ う に、 加圧室 1 2 の主加圧室 1 2 a には、 加 圧部材であるプラ ンジャ 2 が摺動可能に保持されている。 プラ ンジャ 2 の下端に設けられたリ フ タ 3 は、 ばね 4 にてカム 1 0 0 に圧接されてい る。 プラ ンジャ 2 は、 エンジンカムシャ フ ト等によ り 回転されるカム 1 0 0 によ り 、 往復運動して加圧室 1 2 内の容積を変化させる。 プラ ン ジャ 2 の圧縮工程中に吸入弁 5 が閉弁すると、 加圧室 1 2 内の圧力が上 昇し、 これによ り 吐出弁 6 が自動的に開弁し、 燃料をコモンレール 5 3 に圧送する。 吸入弁 5 は、 加圧室 1 2 の圧力が燃料導入口よ り低く なる と 自動的に開弁するが、 閉弁に関しては、 ソ レノ イ ド 2 0 0 の動作によ リ決定される。

ま た、 ポンプ本体 1 には、 ソ レノ イ ド 2 0 0 が取り付けられている。 ソ レノ イ ド 2 0 0 には、 係合部材 2 0 1 と、 ばね 2 0 2 が設けられてい る。 係合部材 2 0 1 は、 ソ レノ イ ド 2 0 0 が 0 F F時は、 ばね 2 0 2 に よって、 吸入弁 5 を開弁する方向に付勢力がかけられている。 ばね 202 の付勢力は、 吸入弁ばね 5 aの付勢力よ り大き く なつているため、 ソ レ ノ イ ド 2 0 0 の O F F時は、 第 1 図及び第 2 図に示すよ う に、 吸入弁 5 は開弁状態となっている。

ポンプ本体 1 から高庄燃料を供給する場合には、 ソ レノイ ド 2 0 0 が O N (通電） 状態とな り 、 燃料供給を停止する場合には、 ソ レノ イ ド 2 0 0 が O F F (無通電） 状態となる よ う に、 ソ レノ イ ド 2 0 0への通 電が制御される。

ソ レノ ィ ド 2 0 0 が 0 N (通電） 状態を保持した際は、 ばね 2 0 2 の 付勢力以上の電磁力を発生させ、 係合部材 2 0 1 をソ レノ ィ ド 2 0 2側 に引 き寄せるため、 係合部材 2 0 1 と吸入弁 5 は分離される。 この状態 であれば、 吸入弁 5 はプラ ンジャ 2 の往復運動に同期して開閉する自動 弁となる。 従って、 圧縮工程中は、 吸入弁 5 は閉塞し、 加圧室 1 2 の容 積減少分の燃料は、 吐出弁 6 を押 し開きコモンレール 5 3 へ圧送される < 一方、 ソ レノ イ ド 2 0 0 が 0 F F (無通電） を保持した際は、 ばね 2 0 2 の付勢力によ り 、 係合部材 2 0 1 は吸入弁 5 に係合し、 吸入弁 5 を開弁状態に保持する。 従って、 圧縮工程時においても、 加圧室 1 2 の 圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保っため、 吐出弁 6 を開弁 する ことができず、 加圧室 1 2 の容積減少分の燃料は、 吸入弁 5 を通リ 燃料導入口側へ戻される。

ま た、 圧縮工程の途中で、 ソ レ ノ イ ド 2 0 0 を O N状態とすれば、 こ のと きから、 コモンレール 5 3 へ燃料圧送される。 ま た、 一度圧送が始 まれば、 加圧室 1 2 内の圧力は上昇するため、 その後、 ソ レノィ ド 200 を O F F状態に しても、 吸入弁 5 は閉塞状態を維持し、 吸入工程は始ま り と同期して自動開弁する。

次に、 第 3 図を用いて、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプを用い た燃料供給システムのシステム構成について説明する。

タ ンク 5 0 内の燃料は、 低圧ポンプ 5 1 によって、 ポンプ本体 1 の燃 料供給口 1 0 に導かれる。 こ こで、 燃料供給口 1 0 に導かれる燃料の圧 力は、 プレ ツシャ レギユレータ 5 2 によ って、 一定の圧力となるよ う に 調圧されている。 ポンプ本体 1 に供給された燃料は、 ポンプ本体 1 によ つて加圧され、 燃料吐出口 1 1 からコモンレール 5 3 に圧送される。 コ モンレール 5 3 には、 イ ンジェクタ 5 4 と、 リ リ ーフ弁 5 5 と、 圧力セ ンサ 5 6 とが装着されている。 イ ンジェクタ 5 4 は、 ェンジンの気筒数 にあわせて装着されており 、 エンジンコ ン トロールュニッ ト E C Uの燃 料噴射制御信号に応じたタ イ ミ ング及び噴射量にて噴射する。 ま た、 リ リ ーフ弁 5 5 は、 コモンレール 5 3 内の圧力が所定値を超えた際開弁し , 配管系の破損を防止する。

エンジンを初めて始動する際や長時間停止した際には、 燃料配管中 (高圧ポンプ及びコモンレール内も含む） には、 空気や燃料べ一パが存 在するため、 エンジンを始動する際に、 コモンレール 5 3 内を早急に燃 料で満たす必要がある。

この点に関し、 本実施形態においては、 加圧室 1 2 は、 上述したよ う に、 プラ ンジャ 2 の往復動によ って燃料を加圧する主加圧室 1 2 a と、 燃料吸入通路 5 b と燃料吐出通路 6 b と を連通する副加庄室 1 2 b とか ら構成されている。

従って、 プランジャ 2 が上死点にて停止時及び摺動していても、 吸入 通路 5 b と吐出通路 6 b の間に副加圧室 1 2 b によ って十分な通路を構 成できるため、 高圧ポンプが高圧圧送を開始する前から、 低圧ポンプ 5 1 にてコモンレール 5 3 に燃料を低圧圧送する ことができ、 コモンレ ール 5 3 内も瞬時に燃料を満たすこ とができる。 なお、 上述のよ う なェ ンジンの始動時においては、 コモンレール 5 3 内の圧力は大気圧に近い ため、 燃料吐出口 6 b の燃料圧が低圧燃料ポンプ 5 1 の吐出圧の状態で も、 吐出弁 6 は開弁するため、 燃料吐出口 6 b から燃料吐出口 1 1 に燃 料が流れ、 コモンレール 5 3 に燃料を供給する ことができる。

さ らに、 吐出容量の大きい低圧ポンプ 5 1 にて、 配管中の燃料をコモ ンレール 5 3 に供給すると ともに、 そのと き、 一緒に空気やべ一パ等を コモンレール 5 3 に圧送する ことができる。

ま た、 本実施形態においては、 第 2 図に示すよ う に、 加圧室 1 2 には、 燃料吸入通路 5 b と燃料吐出通路 6 b を上端側壁部に連通させて、 ベー パ溜り部をな く している。 このため、 ぺーパ等は、 吐出通路 6 b からコ モンレール 5 3側に圧送されて、 加圧室 1 2 内にとどま らないものとな る。 従って、 加圧室内は瞬時に燃料に満たされ、 高圧圧送が可能となる ので、 加圧室内の空気や燃料ぺ一パーの排出を確実に行える。

ま た、 プラ ンジャ 2 が上死点に位置した際において、 プランジャ 2 の 上端と加圧室 1 2 の上面に干渉防止のための適度なク リ アランス （ 1 〜 2 mm ) をとるだけで、 吸入通路 5 b及び吐出通路 6 b を塞がないよ う に できるため、 加圧室への燃料供給を妨げる ことな く 、 加圧室のデッ ドポ リ ューム （上死点時の加圧室容積） を最小にする ことができ、 ポンプの 小型化を図る ことができる。

以上説明 したよ う に、 本実施形態によれば、 エンジン始動時等に、 高 圧ポンプのビス トン運動に阻害する ことな く 、 低圧燃料をコモンレール に供給できるため、 エンジンの始動直後のコモンレールへの燃料供給性 を向上する ことができる。 次に、 第 4図及び第 5 図を用いて、 本発明の第 2 の実施形態による高 圧燃料供給ポンプの構成について説明する。

第 4図は、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプの垂直断面図であ り 、 第 5 図は、 第 4図の部分拡大図である。 なお、 第 4図及び第 5 図におい て、 第 1 図〜第 3 図と同一符号は、 同一部分を示している。

本実施形態においても、 加圧室 1 2 は、 主加圧室 1 2 a と、 副加圧室 1 2 b と を備えている。 さ らに、 本実施形態において特徴的なこ とは、 加圧室 1 2 の形成方法にある。

加圧室 1 2 は、 プラ ンジャ 2 の摺動部を有するとともに加圧室形成部 材でもあるシリ ンダ 2 0 と、 シ リ ンダ 2 0 を固定する固定部材 3 0 とに よ って形成されている。 シ リ ンダ 2 0 の上端部 2 0 aの内面はテーパ形 状となってお り 、 この部分を固定部材 3 0 にて圧縮保持する こと によ り ， 上端部 2 0 aは、 第 5 図に （変形前） の状態から （変更後） の状態と し て示すよ う に、 外側に変形し、 ポンプ本体 1 に嵌合する。 これによ り 、 加圧室 1 2 と吸入通路 5 b と吐出通路 6 b は、 シ リ ンダ上端部 2 0 a に よってポンプ外部と隔離されるため、 ゴム等の弾性部材を用いる ことな く 、 加圧室を形成できる。

従って、 加圧室の圧力が変動しても、 従来のよ う な弾性部材は使用 し ていないため、 この弾性部材の動きによる加圧室の体積変化が起こ らず ポンプの昇圧特性の低下が発生しないよ う にする こ とができる。

また、 シールのバックア ップと して、 0 リ ングを固定部材 3 0 の外周 に配してもシ リ ンダ上端部 2 0 aの外周とポンプ本体 1 の隙間は非常に 小さいため、 加圧室の圧力変動は直接 0 リ ングにかからないため、 0 リ ングのこすれ摩耗 · 破断する こ とはないものである。

さ らに、 本体 1 と シ リ ンダ 2 0 を線膨張係数の違う部材を用いたと し ても、 シリ ンダ上端部は固定部材 3 0 にて保持されており 、 剛性が高い ため、 熱収縮によ リ シリ ンダ上端部が締め上げられても変形量は少な く 、 プラ ンジャ 2 の摺動孔の変形によるかじ り等の発生はないものである。 以上説明 したよ う に、 本実施形態によれば、 エンジン始動時等に、 高 圧ポンプのビス トン運動に阻害する ことな く 、 低圧燃料をコモンレール に供給できるため、 エンジンの始動直後のコモンレールへの燃料供給性 を向上する こ とができるととも に、 高圧燃料供給ポンプの昇圧特性向上 をはかる ことができる。

次に、 第 6 図を用いて、 本発明の第 3 の実施形態による高圧燃料供給 ポンプの構成について説明する。

第 6 図は、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプの垂直断面の部分拡 大図である。 なお、 高圧燃料供給ポンプの全体構成は、 第 4図に示した ものと同様である。 ま た、 第 1 図〜第 5 図と同一符号は、 同一部分を示 している。

本実施形態においても、 加圧室 1 2 は、 主加圧室 1 2 a と、 副加圧室 1 2 b と を備えている。 さ らに、 本実施形態において特徴的なことは、 加圧室 1 2 の形成方法にあ り 、 第 4図及び第 5 図に示す例の他の例であ る。

本実施形態においては、 加圧室周辺をシリ ンダ 2 0 とは別部材の加圧 室形成部材 2 1 と している。 加圧室形成部材 2 1 の上端部 2 1 aは、 第 5 図に示した例のシ リ ンダ上端部 2 0 a と同様の働き をする。

本実施形態によれば、 さ らに、 シ リ ンダ 2 0 のプラ ンジャ摺動孔部変 形を抑える ことができる。

なお、 第 4図〜第 6 図に示す例において、 固定部材 3 0 の外周はねじ となってお り 、 これを螺着する ことによ り 、 シ リ ンダ 2 0 に圧縮力を作 用するよ う に してあるが、 ね じに限定するものではない。

以上説明 したよ う に、 本実施形態によれば、 エンジン始動時等に、 高 圧ポンプのビス トン運動に阻害する こ とな く 、 低圧燃料をコモンレール に供給できるため、 エンジンの始動直後のコモンレールへの燃料供給性 を向上する ことができると ともに、 高圧燃料供給ポンプの昇圧特性向上 をはかる ことができる。

本実施例によれば、 高圧燃料供給ポンプにおけるエンジンの始動直後 のコモンレールへの燃料供給性を向上できる。

ま た、 高圧燃料供給ポンプにおけるエンジンの始動直後のコモンレー ルへの昇圧性を向上できる。

以下、 第 7 図〜第 1 0 図を用いて、 本発明の一実施形態による高圧燃 料供給ポンプのシール機構の構成について説明する。

最初に、 第 7 図を用いて、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプを用 いた燃料噴射システムの全体構成について説明する。

タ ンク 5 0 内の燃料は、 低圧ポンプ 5 1 によ って、 ポンプ本体 1 0 0 の燃料吸入通路 1 1 0 に導かれる。 このと き、 燃料吸入通路 1 1 0 に導 かれる燃料は、 プレ ツ シャ レギユ レータ 5 2 によ って、 一定の低圧力に 調圧されている。 このと きの燃圧は、 大気圧を基準とする相対圧で、 例 えば、 0 . 3 M P a に調圧されている。 ポンプ本体 1 0 0 に導かれた燃 料は、 ポンプ本体 1 0 0 によ って加圧され、 燃料吐出通路 1 1 1 からコ モンレール 5 3 に圧送される。 燃料吐出通路 1 1 1 から吐出される燃料 の圧力は、 大気圧を基準とする相対圧で、 例えば、 7 ~ 1 O M P a に加 圧されている。

コモンレール 5 3 には、 イ ンジェクタ 5 4 ， リ リ ーフ弁 5 5 ， 圧力セ ンサ 5 6 が装着されている。 イ ンジェクタ 5 4は、 エンジンの気筒数に あわせて装着されてお り 、 エンジンコ ン ト口一ルユニッ ト （ E C U ) 6 0 の信号によ って所定のタイ ミ ングで所定量の燃料を噴射する。 ま た、 リ リ ーフ弁 5 5 は、 コモンレール 5 3 内の圧力が所定値を超えた際に開 弁し、 配管系の破損を防止する。

次に、 ポンプ本体 1 0 0 の概略構成について説明する。 なお、 ポンプ 本体 1 0 0 の詳細な構成については、 第 8 図を用いて後述する。

ポンプ本体 1 0 0 は、 燃料吸入通路 1 1 0 と、 燃料吐出通路 1 1 1 と、 加圧室 1 1 2 とを備えている。 燃料吸入通路 1 1 0及び燃料吐出通路 1 1 1 には、 吸入弁 1 0 5 ， 吐出弁 1 0 6 が設けられてお り 、 それぞれ、 ばね 1 0 5 a , 1 0 6 a によ って一方向に保持され、 燃料の流通方向を 制限する逆止弁となっている。

シ リ ンダ 1 0 8 の内部には、 プラ ンジャ 1 0 2 が往復摺動可能に支持 されている。 加圧室 1 1 2 は、 シ リ ンダ 1 0 8 の内部の上部と、 プラン ジャ 1 0 2 の端部の間に形成されている。

プラ ンジャ 1 0 2 の外周部には、 ポンプ内の燃料が外部に流出する こ と を防止するため、 弾性体で製作されたシール材 1 2 0 が設けられてい る。 シール材 1 2 0 の外周部は、 シリ ンダ 1 0 8 に固定されている。 シ —ル材 1 2 0 の内周部は、 プランジャ 1 0 2 を摺動可能に保持している , プランジャ 1 0 2 が往復運動する ことによ り 、 加圧室 1 1 2 内の容積 が変化する。 プランジャ 1 0 2 の圧縮工程中に吸入弁 1 0 5 が閉弁する と、 加圧室 1 1 2 内圧力が上昇し、 これによ り 吐出弁 1 0 6 が自動的に 開弁し、 燃料をコモンレ一ル 5 3 に圧送する。 吸入弁 1 0 5 は、 加圧室 1 1 2 の圧力が燃料導入口よ り低く なると 自動的に開弁するが、 閉弁に 関しては、 E C U 6 0 によって制御されるソ レノ ィ ド 1 3 0 の動作によ リ決定される。 ソ レノ イ ド 1 3 0 は、 ホンプ本体 1 0 0 に取り付けられている。 ソ レ ノ ィ ド 1 3 0 は、 係合部材 1 3 1 と、 ばね 1 3 2 と を備えている。 係合 部材 1 3 1 は、 ソ レノ イ ド 1 3 0 が 0 F F時は、 ばね 1 3 2 によ って、 吸入弁 1 0 5 を開弁する方向に付勢力がかけられている。 ばね 1 3 2 の 付勢力は、 吸入弁ばね 1 0 5 aの付勢力よ り大き く なつているため、 ソ レノ ィ ド 1 3 0 が O F Fの時は、 吸入弁 1 0 5 は開弁状態となっている。 ポンプ本体 1 0 0 から高圧燃料を供給する場合には、 ソ レノ ィ ド 130 が 0 N (通電） 状態とな リ 、 燃料供給を停止する場合には、 ソ レノ ィ ド 1 3 0 が O F F (無通電） 状態となるよ う に、 ソ レノ ィ ド 1 3 0への通 電が制限される。 ソ レノ イ ド 1 3 0 が 0 N (通電） 状態を保持した際は、 ばね 1 3 2 の付勢力以上の電磁力を発生させ、 係合部材 1 3 1 をソ レノ ィ ド 1 3 2側に引き寄せるため、 係合部材 1 3 1 と吸入弁 1 0 5 は分離 される。 この状態であれば、 吸入弁 1 0 5 はプラ ンジャ 1 0 2 の往復運 動に同期して開閉する 自動弁となる。 従って、 圧縮工程中は、 吸入弁 1 0 5 は閉塞し、 加圧室 1 1 2 の容積減少分の燃料は、 吐出弁 1 0 6 を 押 し開きコモンレール 5 3 へ圧送される。

一方、 ソ レノ イ ド 1 3 0 が 0 F F (無通電） を保持した際は、 ばね 1 3 2 の付勢力によ り 、 係合部材 1 3 1 は吸入弁 1 0 5 に係合し、 吸入 弁 1 0 5 を開弁状態に保持する。 従って、 圧縮工程時においても、 加圧 室 1 1 2 の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保っため、 吐出 弁 1 0 6 を開弁する こ とができず、 加圧室 1 1 2 の容積減少分の燃料は 吸入弁 1 0 5 を通り燃料導入口側へ戻される。

ま た、 圧縮工程の途中で、 ソ レノ イ ド 1 3 0 を O N状態とすれば、 こ のと きから、 コモンレール 5 3 へ燃料圧送される。 ま た、 一度圧送が始 まれば、 加圧室 1 1 2 内の圧力は上昇するため、 その後、 ソ レノ ィ ド 1 3 0 を O F F状態に しても、 吸入弁 1 0 5 は閉塞状態を維持し、 吸入 工程は始ま り と同期して自動開弁する。

さ らに、 本実施形態においては、 シール材 1 2 0 の燃料室側空間 1 07 は、 連結通路 1 0 9及び逆止弁 1 1 3 を介して、 燃料吸入通路 1 1 0 に 連結されている。 逆止弁 3 0 0 は、 燃料吸入通路 1 1 0側から燃料室側 空間 1 0 7 への流通方向を規制するよ う に設けられている。 逆止弁 1 13 が開いている状態では、 シール材 1 2 0 の燃料室側空間 1 0 7 には、 燃 料吸入通路 1 1 0 に供給される低圧 （例えば、 大気圧よ り も、 0 . 3 M P a高い圧力） が印加されている。

これによ り 、 加圧工程時に加圧室 1 1 2 からシリ ンダ 1 0 8 とプラン ジャ 1 0 2 とのギャ ップを通って く る燃料は、 低圧部である燃料吸入通 路 1 1 0側に流れる こ とができるため、 シール材 1 2 0 の燃料室側の圧 力は燃料吸入通路 1 1 0 と同等とな り 、 シール材 1 2 0 の剛性を大幅に 増加する必要な しに、 燃料の外部漏れを抑える こ とができる。

一方、 シール材 1 2 0 が破損 · 脱落して燃料が外部に漏れ始めた際に は、 燃料室側空間 1 0 7 の圧力は、 燃料吸入通路 1 1 0 よ り低く なるた め、 逆止弁 1 1 3 は閉弁し、 燃料吸入通路 1 1 0側からの燃料の流入を 阻止する こ とができる。 このため、 シール材 1 2 0部には、 加圧室 1 12 からシリ ンダ 1 0 8 とプラ ンジャ 1 0 2 とのギャ ップを通って く る燃料 のみ流入する。 この流量は、 シ リ ンダ 1 0 8 とプラ ンジャ 1 0 2 の摺動 部の長さ に反比例するもので、 本実施形態のよ う にプラ ンジャ 1 0 2 が 適切に摺動できる距離を確保すれば、 少量に抑える こ とができる。 従つ て、 シール材 1 2 0 の破損 · 脱落時においても、 短期間に多量の燃料が 外部に流出する こ と を防止できる。

ま た、 上述のよ う に、 プランジャ摺動部のギャ ップからの加圧室 1 12 の燃料の流出を最小限に抑え られるため、 通常運転時においては、 ボン プの吐出効率を向上する ことができる。

次に、 第 8 図を用いて、 本実施形態による高圧燃料供給ポンプの構成 について説明する。

第 8 図は、 本発明の一実施形態による高圧燃料供給ポンプの構成を示 す縦断面図である。 なお、 第 7 図と同一符号は、 同一部分を示している ポンプ本体 1 0 0 は、 燃料吸入通路 1 1 0 と、 燃料吐出通路 1 1 1 と、 加圧室 1 1 2 と を備えている。 燃料吸入通路 1 1 0及び燃料吐出通路 1 1 1 には、 それぞれ、 吸入弁 1 0 5及び吐出弁 1 0 6 が設けられてお リ 、 それぞれ、 ばね 1 0 5 a , 1 0 6 a にて一方向に保持され、 燃料の 流通方向を制限する逆止弁となっている。

シ リ ンダ 1 0 8 の内部に形成される加圧室 1 1 2 には、 加圧部材であ るプラ ンジャ 1 0 2 が摺動可能に保持されている。 加圧室 1 1 2 は、 プ ラ ンジャ 1 0 2 を往復摺動可能に支持する摺動孔 1 0 8 a を有するシリ ンダ 1 0 8 によって形成されている。 シ リ ンダ 1 0 8 の内径部は、 ブラ ンジャ 1 0 2 との径ギャ ップを、 加圧室からの燃料漏れを最低限とする ため、 1 O m以下と している摺動孔 1 0 8 a と、 加圧室を形成するた めに大径に形成された大径内壁 1 0 8 b からなつている。

ま た、 シ リ ンダ 1 0 8 は、 大径内壁 1 0 8 b 部に対応する外壁 1 08 c の一部を本体 1 に圧入嵌合する こ とによ り保持されている。 これによ り 圧入嵌合によ るシ リ ンダ内径の寸法変形は大径内壁 1 0 8 b部のみに発 生し、 摺動孔 1 0 8 aは、 あ らかじめ加工した寸法状態を維持する こ と ができる。 従って、 圧入嵌合後の、 摺動孔 1 0 8 aの仕上げ加工が不要 となると ともに、 摺動部のみに耐摩耗性の良い材料を選択すればよいた め、 安価なものとする ことができる。 ま た、 本体 1 とシ リ ンダ 1 0 8 に 線膨張係数の異なる材料を用いても、 温度変化によるシ リ ンダ内径変形 は、 大径内壁 1 0 8 b部のみとなリ 、 プラ ンジャ 2 の摺動性に悪影響を 与える ことがない。

ま た、 シ リ ンダ 1 0 8 とポンプ本体 1 の間に円環状通路 1 0 9 を設け、 この円環状通路 1 0 9 を摺動孔 1 0 8 a に連通させるとともに、 燃料導 入口 1 1 0 a に通じる吸入通路 1 1 0 と円環状通路 1 0 9 とを通路 109b にて連通させている。 これによ り 、 円環状通路 1 0 9 内の圧力が、 導入 口 1 1 0 a とほぼ同圧カ状態（大気圧 + 0 . 3 M P a ) となるため、 加圧 室 1 1 2 との圧力差が低減し、 圧入部 1 0 8 c と摺動孔 1 0 8 aからの 燃料漏れを低減する ことができる。 また、 摺動部の発熱を燃料冷却する こ とができ、 摺動部の焼き付き等の防止をはかれる。

プラ ンジャ 1 0 2 の外周部には、 ポンプ内の燃料が外部に流出する こ と を防止するとともに、 カム 1 4 0 を潤滑するためのオイルがポンプ内 に流入する こ とを防止するために、 弾性体で製作されたシール材 1 2 0 が設けられている。 本実施形態では、 シール材 1 2 0 は、 金属管 120 a と一体成形されてお り 、 ポンプ本体 1 0 0 に圧入嵌合されているが、 シ —ル材 1 2 0 の固定方法はこの方法に限定されない。 シール材 1 2 0 と 一体成形された金属管 1 2 0 aの端部は、 ポンプ本体 1 0 0 に嵌合され ている。 プラ ンジャ 1 0 2 とシール材 1 2 0 との摺動部からの燃料漏れ については、 シール材 1 2 0 の長さ を長く する こ とによ り低減する こ と ができる。 このと き、 シール材 1 2 0 の燃料室側の圧力は、 低圧燃料の 圧力 （例えば、 大気圧よ り 0 . 3 M P a 高い） ものであ り 、 シール材 1 2 0 の他方の側の圧力は大気圧であるため、 シ一ル材 1 2 0 の両端面 の圧力差は、 例えば、 0 . 3 M P a と小さいため、 シール材 1 2 0 の全 長をそれほど長く しな く てもシール性を高く する こ とができる。

プラ ンジャ 1 0 2 の下端に設けられたリ フタ 1 0 3 は、 ばね 1 0 4 に よ ってカム 1 4 0 に圧接されている。 プランジャ 1 0 2 は、 エンジン力 ムシャフ ト等によ り 回転されるカム 1 4 0 によ り 、 往復運動して加圧室 1 1 2 内の容積を変化させる。 プラ ンジャ 1 0 2 の圧縮工程中に吸入弁 1 0 5 が閉弁すると、 加圧室 1 1 2 内圧力が上昇し、 これによ り 吐出弁 1 0 6 が自動的に開弁し、 燃料をコモンレール 5 3 に圧送する。 吸入弁 1 0 5 は、 加圧室 1 1 2 の圧力が燃料導入口よ り低く なると 自動的に開 弁するが、 閉弁に関しては、 ソ レノ イ ド 1 3 0 の動作によ り決定される _c ホンプ本体 1 0 0 には、 ソ レノ ィ ド 1 3 0 が取り付けられている。 ソ レノ ィ ド 1 3 0 は、 係合部材 1 3 1 とばね 1 3 2 を備えている。 係合部 材 1 3 1 は、 ソ レノ イ ド 1 3 0 が 0 F F時は、 ばね 1 3 2 によって、 吸 入弁 1 0 5 を開弁する方向に付勢力がかけられている。 ばね 1 3 2 の付 勢力は、 吸入弁ばね 1 0 5 aの付勢力よ り 大き く なつているため、 ソ レ ノ イ ド 1 3 0 が O F Fの時は、 図示するよ う に、 吸入弁 1 0 5 は開弁状 態となつている。

ポンプ本体 1 0 0 から高圧燃料を供給する場合には、 ソ レノ ィ ド 1 30 が 0 N (通電） 状態とな り 、 燃料供給を停止する場合には、 ソ レノ イ ド 1 3 0が O F F (無通電） 状態となるよ う に、 ソ レノ イ ド 1 3 0への通 電が制限される。

ソ レノ ィ ド 1 3 0 が 0 N (通電） 状態を保持した際は、 ばね 1 3 2 の 付勢力以上の電磁力を発生させ、 係合部材 1 3 1 をソ レノ ィ ド 1 3 2側 に引き寄せるため、 係合部材 1 3 1 と吸入弁 1 0 5 は分離される。 この 状態であれば、 吸入弁 1 0 5 はプランジャ 1 0 2 の往復運動に同期して 開閉する自動弁となる。 従って、 圧縮工程中は、 吸入弁 1 0 5 は閉塞し 加圧室 1 1 2の容積減少分の燃料は、 吐出弁 1 0 6 を押し開きコモンレ ール 5 3へ圧送される。

一方、 ソ レノ イ ド 1 3 0が 0 F F (無通電） を保持した際は、 ばね 1 3 2の付勢力によ り 、 係合部材 1 3 1 は吸入弁 1 0 5 に係合し、 吸入 弁 1 0 5 を開弁状態に保持する。 従って、 圧縮工程時においても、 加圧 室 1 1 2の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保っため、 吐出 弁 1 0 6 を開弁する ことができず、 加圧室 1 1 2の容積減少分の燃料は、 吸入弁 1 0 5 と通り燃料導入口側へ戻される。

ま た、 圧縮工程の途中で、 ソ レノ イ ド 1 3 0 を O N状態とすれば、 こ のと きから、 コモンレール 5 3へ燃料圧送される。 ま た、 一度圧送が始 まれば、 加圧室 1 1 2内の圧力は上昇するため、 その後、 ソ レ ノ イ ド 1 3 0 を O F F状態に しても、 吸入弁 1 0 5は閉塞状態を維持し、 吸入 工程は始ま リ と同期して自動開弁する。

さ らに、 ポンプ本体 1 0 0の内部には、 シール材 1 2 0の燃料室側空 間 1 0 7 に接続した縦通路 1 0 9 b と、 この縦通路 1 0 9 b に連結した 横通路 1 0 9 aが形成されてお り 、 第 7図に示した連結通路 1 0 9 を構 成している。 縦通路 1 0 9 bは、 シ リ ンダ 1 0 8がポンプ本体 1 0 0 に 形成された穴に揷入固定される こと によ り 、 シ リ ンダ 1 0 8の外周部と ポンプ本体 1 0 0 に形成された穴との間に形成されるため、 形成するの が容易である。 横通路 1 0 9 aの端部には、 逆止弁 1 1 3が設けられて いる。 逆止弁 1 1 3は、 ポール状の弾性体を用いている。 逆止弁 1 1 3 の材料と しては、 例えば、 フ ッ素ゴムや二 卜 リ ルゴム等の耐ガソ リ ン性 を有するものが用いられる。 逆止弁 1 1 3は、 通常は開弁状態にあ り 、 その詳細については、 第 9図及び第 1 0図を用いて後述する。

以上のよ う に して、 シール材 1 2 0の燃料室側空間 1 0 7は、 連結通 路 1 0 9及び逆止弁 1 1 3 を介して、 燃料吸入通路 1 1 0 に連結されて いる。 逆止弁 1 1 3 は、 燃料吸入通路 1 1 0側から燃料室側空間 1 0 7 への流通方向を規制するよ う に設けられている。 逆止弁 1 1 3 が開いて いる状態では、 シール材 1 2 0 の燃料室側空間 1 0 7 には、 燃料吸入通 路 1 1 0 に供給される低圧 （例えば、 大気圧によ り も、 0 . 3 M P a 高 い圧力） が印加されている。

これによ り 、 加圧工程時に加圧室 1 1 2 からシリ ンダ 1 0 8 とプラ ン ジャ 1 0 2 とのギャ ップを通って く る燃料は、 低圧部である燃料吸入通 路 1 1 0側に流れる ことができるため、 シール材 1 2 0 の燃料室側の圧 力は燃料吸入通路 1 1 0 と同等とな り 、 シール材 1 2 0 の剛性を大幅に 増加する必要な しに、 燃料の外部漏れを抑える こ とができる。

一方、 シール材 1 2 0 が破損 · 脱落して燃料が外部に漏れ始めた際に は、 燃料室側空間 1 0 7 の圧力は、 燃料吸入通路 1 1 0 よ り低く なるた め、 逆止弁 3 0 0 は閉弁し、 燃料吸入通路 1 1 0側からの燃料の流入を 阻止する こ とができる。 このため、 シール材 1 2 0部には、 加圧室 1 12 からシリ ンダ 1 0 8 とプラ ンジャ 1 0 2 とのギャ ップを通って く る燃料 のみ流入する。 この流量は、 シ リ ンダ 1 0 8 とプラ ンジャ 1 0 2 の摺動 部の長さ に反比例するもので、 本実施形態のよ う にプラ ンジャ 1 0 2が 適切に摺動できる距離を確保すれば、 少量に抑える こ とができる。 従つ て、 シール材 1 2 0 の破損 · 脱落時においても、 短期間に多量の燃料が 外部に流出する こ と を防止できる。

ま た、 上述のよ う に、 プラ ンジャ摺動部のギャ ップからの加圧室 1 12 の燃料の流出を最小限に抑え られるため、 通常運転時においては、 ボン プの吐出効率を向上する こ とができる。

次に、 第 9 図及び第 1 0 図を用いて、 本実施形態による高圧燃料供給 ポンプに用いる逆止弁の構造について説明する。

第 9 図は、 本発明の一実施形態による高圧燃料供給ポンプに用いる逆 止弁の開弁時の断面図であ り 、 第 1 0 図は、 本発明の一実施形態による 高圧燃料供給ポンプに用いる逆止弁の閉弁時の断面図である。

第 9 図に示すよ う に、 ポール状の弾性体からなる逆止弁 1 1 3 は、 横 通路 1 0 9 aから脱落しないよ う に、 ソ レノ ィ ド 1 3 0 の先端部によつ て、 図中右方向への移動を規制されている。 ま た、 逆止弁 1 1 3 が係合 して弁を閉 じるためのシ一 ト面 1 1 3 a は、 横通路 1 0 9 aの図中の右 側端部に形成されているが、 水平方向に延在する横通路 1 0 9 a に対し て、 直交する よ う に形成されているため、 略垂直面となっている。 なお、 ポンプ本体 1 0 0 は、 図示の上下方向が天地方向である。 従って、 ボン プ本体 1 0 0 を天地方向に取り付けた状態では、 ポール状の逆止弁 1 13 は、 シー ト面 1 1 3 a には接触していないため、 逆止弁 1 1 3 の前後圧 力が同等のと きは、 開弁状態とする ことができる。

なお、 逆止弁 1 1 3 の脱落防止手段と しては、 ソ レノ ィ ド 1 3 0 の先 端部を用いるものに限らず、 例えば、 別部材を用いて、 逆止弁 1 1 3 の 脱落を防止する よ う に しても よいものである。 ま た、 横通路 1 0 9 a を シー ト面 1 1 3 aが下方向となるよ う に傾斜させてもよい。 さ らに、 シ ー ト面 1 1 3 a についても、 略垂直面とするだけでなく 、 傾斜させるよ う に しても よい。 ま た、 逆止弁 1 1 3 は、 横通路 1 0 9 aの出口部でな く 、 通路内に設置しても よい。 さ らに、 シー ト面 1 1 3 a を水平面とす ると きは、 逆止弁 1 1 3 の前後圧が等しいと き逆止弁 1 1 3 が閉 じない よ う にするため、 逆止弁 1 1 3 とシー ト面 1 1 3 a との間に、 ばね等を 介在させるよ う に しても よい。

以上説明 したよ う に、 ポンプ停止時においても、 逆止弁 1 1 3 は開弁 しているため、 逆止弁 1 1 3 がシー ト面 1 1 3 a に固着する こ と を防止 する ことができる。 ま た、 運転時においても、 逆止弁 1 1 3 の開弁圧は ゼロのため、 シール材 1 2 0 の燃料室側の圧力を燃料吸入通路 1 1 0部 と同等とする ことができる。

一方、 第 1 0 図に示すよ う に、 シール材 1 2 0 の脱落等によ り 、 シー ル材 1 2 0 の燃料室側圧力が低下 した際には、 横通路 1 0 9 aの圧力が、 燃料吸入通路 1 1 0 の圧力よ り も低下するため、 逆止弁 1 1 3 はシー ト 面 1 1 3 a に押しつけられ、 すみやかに逆止弁 1 1 3 が閉弁して、 燃料 吸入通路 1 1 0側からの燃料流出を阻止する こ とができる。

ま た、 逆止弁 1 1 3 を弾性体で形成する ことによ り 、 シー ト面 1 13 a の硬度を増加させる必要がな く 、 安価に製作する こ とができる。

以上説明 したよ う に、 本実施形態においては、 シール材 1 2 0 の燃料 室側空間 1 0 7 は、 燃料吸入通路 1 1 0 に連結されてお り 、 燃料吸入通 路 1 1 0 に供給される低圧 （例えば、 大気圧よ り も、 0 . 3 M P a 高い 圧力） が印加されている燃料溜リ部となっている。 即ち、 従来のよ う に , 燃料溜リ 部が、 プラ ンジャの摺動部内には設けられていない構造と して いる。 即ち、 高圧である加圧室 1 1 2 は、 シリ ンダ 1 0 8 の図中の上端 部に形成されるのに対して、 低圧である燃料室側空間 1 0 7 (燃料溜リ 部） は、 シ リ ンダ 1 0 8 の図中の下端部に形成されるので、 加圧室 1 12 から燃料室側空間 1 0 7 (燃料溜リ部） までの距離を長く とる こ とがで き、 加圧室 1 1 2 の高圧燃料が、 燃料室側空間 1 0 7 へ漏れる こ と を容 易に低減できる。 従って、 ポンプを小型化する こ とができると ともに、 加圧時の漏れを低減して、 吐出効率を向上する こ とができる。

ま た、 本実施形態においては、 従来例のよ う な略大気圧となる通路は シール材の燃料室側には設けていないので、 このよ う な通路の加工が不 要となると ともに、 ま た、 ポンプから燃料タ ンク に接続する配管も不要 とする ことができる。 従って、 安価に製造できる。

さ らに、 シール材 1 2 0 は一体成型された金属管 1 2 0 a をポンプ本 体 1 0 0 に固定する構造であるため、 シール材 1 2 0 の長さ を長く して、 プラ ンジャ 1 0 2 との摺動距離を大き く しゃすいため、 シール性が向上 できるとともに、 シール材 1 2 0 の両端にかかる圧力は低圧であるので、 シール性を向上する ことができる。

ま た、 シール材 1 2 0 の破損時等においては、 燃料吸入通路 1 1 0 と 燃料室側空間 1 0 7 と を連通する連結通路 1 0 9 に設けられた逆止弁 1 1 3 を動作させる こ とによ り 、 燃料吸入通路 1 1 0 から大気側への燃 料の漏れを速やかに防止する こ とができる。

さ らに、 ポンプ運転時は、 逆止弁 1 1 3 は、 開弁状態と しているので、 逆止弁がシー ト面に固着する こ と を容易に防止する こ とができる。

本実施例によれば、 摺動部のシール材が破損 · 脱落した際においても、 燃料の外部漏れを少量に抑えると ともに、 小型で安価にする ことができ る。

以上い く つかの実施例を説明 したが以下にこれら実施例に共通する特 徴的な構成について、 第 1 1 図を参照して更に詳し く 説明する。

ポンプ本体 1 には、 燃料吸入通路 1 0 ， 吐出通路 1 1 ， 加圧室 1 2 が 形成されている。 加圧室 1 2 には、 加圧部材であるプランジャ 2 が摺動 可能に保持されている。 吸入通路 1 0及び吐出通路 1 1 には、 加圧室 1 2 の吸入孔 5 b ， 吐出孔 6 b につながるそれぞれ吸入室 5 A， 吐出室 6 Aが形成されてお り 、 各室には吸入弁 5 ， 吐出弁 6 が設けられている 吸入弁 5 ， 吐出弁 6 は各々ばね 5 a ， 5 a にて一方向に保持され、 燃料 の流通方向を制限する逆止弁となっている。 具体的には、 吸入弁 5 は吸 入室 5 Aの入口孔 5 A aの内側から この孔 5 A a を閉 じる様にばね 5 a で付勢されている。 ま た、 電磁駆動装置と してのソ レノ イ ド 2 0 0 がポ ンプ本体 1 に一体に形成された筒状ケース部 1 Aに圧入保持されており 、 ソ レノ ィ ド 2 0 0 には、 プランジャ ロ ッ ドと して形成される係合部材 2 0 1 , ばね 2 0 2 が配されている。 係合部材 2 0 1 は、 ソ レノ イ ド 2 0 0 が O F F時は、 ばね 2 0 2 によ って、 突出位置に案内され、 その 結果吸入弁 5 に係合し、 これを開弁する方向に付勢する。 ばね 2 0 2 の 付勢力は、 吸入弁 5 を閉方向に付勢するばね 5 aの付勢力よ り大き く な つているため、 ソ レノ イ ド 2 0 0 の O F F時は、 第 1 図のよ う に、 吸入 弁 5 は係合部材 2 0 1 で押し開かれ、 開弁状態となっている。 燃料は、 タ ンク 5 0 から低圧ポンプ 5 1 にてポンプ本体 1 の燃料導入口に導かれ、 プレ ツ シャ レギユ レータ 5 2 にて一定の圧力に調圧されている。 その後、 ポンプ本体 1 にて加圧され、 燃料吐出口 1 1 から第 7 図のコモンレール 5 3 に圧送される。

以上のよ う に構成された高圧ポンプの動作を以下説明する。

プラ ンジャ 2 の下端に設けられたリ フタ 3 は、 ばね 4 にてカム 1 0 0 に圧接されている。 プラ ンジャ 2 は、 エンジンカムシャフ ト等によ り 回 転されるカム 1 0 0 によ り 、 往復運動して加圧室 1 2 内の容積を変化さ せる。

プラ ンジャ 2 の圧縮工程中に吸入弁 5 が閉弁すると、 加圧室 1 2 内圧 力が上昇し、 これによ り 吐出弁 6 が自動的に開弁 し、 燃料をコモンレー ル 5 3 に圧送する。

吸入弁 5 は、 加圧室 1 2 の圧力が燃料導入口 よ り低く なると 自動的に 開弁するが、 閉弁に関しては、 ソ レノ イ ド 2 0 0 の係合部材 2 0 1 の動 作によ リ決定される。 ソ レノィ ド 2 0 0 が 0 N (通電） 状態を保持した際は、 ばね 2 0 2 の 付勢力以上の電磁力を発生させ、 係合部材 2 0 1 をソ レノ ィ ド 2 0 2側 に引き寄せ引き戻し位置に至ら しめるため、 この時点で係合部材 2 0 1 と吸入弁 5 は分離される。 この状態であれば、 吸入弁 5 はプラ ンジャ 2 の往復運動に同期して当該吸入弁 5 の上下流側の圧力差によ って開閉す る 自動弁となる。 従って、 圧縮工程中は、 吸入弁 5 は閉塞し、 加圧室 1 2 の容積減少分の燃料は、 吐出弁 6 を押し開きコモンレール 5 3 へ圧 送される。 よ って、 ソ レノ イ ド 2 0 0 の応答性に関係せずに、 ポンプの 最大吐出を行う ことができる。

これに対し、 ソ レノ イ ド 2 0 0 が 0 F F (無通電） 状態の時には、 ば ね 2 0 2 の付勢力によ り 、 係合部材 2 0 1 は吸入弁 5 に係合し、 吸入弁 5 を開弁状態に保持する。 従って、 圧縮工程時に開放された通孔 5 A a を介してシ リ ンダ内 （加圧室内） の燃料が低圧側に戻され、 加圧室 1 2 の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保っため、 吐出弁 6 を開 弁する こ とができない。 よ って、 ポンプ吐出量を 0 とする ことができる _t ま た、 圧縮工程の途中で、 ソ レノ イ ド 2 0 0 を O N状態とすれば、 係 合部材 2 0 1 による開弁方向への付勢力を失った吸入弁 5 は、 ばね 5 a と加圧燃料の庄力と によ って、 瞬時に通孔 5 A a を閉弁する。 したがつ て このと きから、 吐出弁 6 が開き、 吐出孔 1 1 からコモンレール 5 3 へ 燃料が圧送される。 ま た、 一度圧送が始まれば、 次の吸入工程までは加 圧室 1 2 内の圧力は上昇するため、 その後、 ソ レノ イ ド 2 0 0 を O F F 状態に しても、 次の吸入工程のは じま り まで吸入弁 5 は閉塞状態を維持 する。 吸入工程が始ま ると加圧室の圧力が低圧通路よ リ低下するので吸 入弁 5 は自動開弁する。 よ って、 ソ レノ イ ド 2 0 0 の O Nタイ ミ ング (すなわち、 係合部材の引 き込みタイ ミ ング） によ り 、 吐出量を調節す る ことができる。 ま た、 ソ レノ イ ド 2 0 0 の係合部材は圧縮工程の始ま る前までに、 突出位置 （すなわちソ レノイ ドの O F F時の位置） まで戻 れば良いため、 係合部材 2 0 1 の高速応答が要求される ことはない。 こ れによ り 、 ばね 2 0 2 の付勢力を小さ く する ことができ、 結果的にソ レ ノ ィ ド 2 0 0 の O F F— O N応答性 （すなわち係合部材の突出—引 き込 み応答性） をよ く する ことができる。

ま た重要なことは、 従来の様な電磁駆動弁と違い、 ソ レノ イ ドはブラ ンジャ ロ ッ ドだけを引き寄せれば良いので可動部が軽く な り この点でも 応答性が良く なる。 ま た小さなソ レノ ィ ドで駆動できる。

更に電磁弁と違って電磁吸引力で弁体がシー トに強く 打ちつけられる よ う なこともないので損傷の虞れがない。

以上によ り 、 圧縮工程におけるソ レノ ィ ド 2 0 0 の 0 N時間又は 0 N タイ ミ ングをコ ン トロールする こと によ り 、 コモンレール 5 3 への吐出 量を可変制御する こ とができる。 ま た、 圧力センサ 5 6 の信号に基づき . E C Uにて適切な吐出タイ ミ ングを演算しソ レノ ィ ド 2 0 0 をコ ン ト口 ールする こ と によ り 、 コモンレール 5 3 の圧力を略一定値に保つことが できる。 ま た、 ソ レノ イ ド 2 0 0 を大型化する ことな く 、 O F F— O N 応答性を向上する ことができる。

次に、 第 1 2 図から第 1 4図によ り 、 吸入弁 5 と係合部材 2 0 1 と弁 体の変形例を説明する。 これらの実施例は、 吸入弁 5 と係合部材 2 0 1 のいずれか一方を凹形， 他方を凸形と して、 凹凸係合させている。 これ によ り 、 係合部のずれ · 滑り 落ちを防止でき、 吸入弁 5 ， 係合部材 201 の確実な動作を行う ことができる。 本実施例では、 吸入弁 5 の形状を、 ポール弁， 円筒弁と しているが、 円錐形状弁， リ ー ド弁等とする こ とも 可能である。 ま た、 第 1 2 図， 第 1 3 図においては、 吸入弁 5 の開弁時の位置は、 係合部材 2 0 1 に設けられたス ト ツバ 2 0 1 a部によ り決定されている。 これによ り 、 ばね 2 0 2 のセ ッ ト荷重を一定に保つことができるため、 係合部材 2 0 1 の吸引スピー ド （閉弁応答性） が安定させる ことができ る。 従って、 閉弁タイ ミ ングの制御が容易となる。

ま た、 第 1 4図においては、 吸入弁 5 の開弁時の位置は、 吸入弁 5 に 設けられたス ト ツバ 5 b部によ り決定される。 これによ り 、 吸入弁 5 と シー ト部の位置関係を一定にできるため、 開弁時の通路抵抗を一定とす る ことができる。 従って、 吸入弁 5 の開弁ス トローク を必要以上に大き く する必要がなく 、 小型化がはかれる。

これら、 ス ト ツバの位置は、 ポンプの要求内容によ り選択可能である（ 次に、 第 8 図に戻って更に詳細な一実施例について説明する。 本実施 例では、 吐出弁 1 0 6 にポール弁を用い、 これに吐出通路 1 1 1 内に往 復摺動可能に保持されている円筒部材 1 0 6 c をばね 1 0 6 a にて係合 させている。 これによ り 、 それぞれの部材を容易に製作可能と し、 ポー ル弁 1 0 6 を確実に保持する こ とができ、 開弁時の燃料流によるポール 弁の発振時を押さえる こ とができる。 ま た、 更に、 ポール弁の保持をよ リ確実にするため、 円筒部材 1 0 6 c とポール弁 1 0 6 と を溶接等によ リー体化する こ とも可能である。 これらの構造は、 吸入弁に用いる こ と も可能である。

第 1 5図， 第 1 6 図によ り更に具体的に容量可変機構の部分について 説明する。 ポンプ本体 1 の吸入孔 5 b の上流側部位には環状の凹部 5 B が形成されている。

環状凹部 5 B には吸入弁 5 を収納するホルダ 5 Cの一端外周部がいん ろ う嵌合され、 両者は圧入固定される。 ホルダ 5 Cの吸入孔 5 b側には 第 1 7図， 第 1 8図に示すよ う に 5個の貫通孔 5 Dが穿孔されている。 ホルダ 5の中央に.はばね 1 0 5 a ( 5 a )が保持される。 ばね 1 0 5 d ( 5 a ) の反吸入孔 5 b側には、 第 1 9図 （ a)， ( b ) に示すカ ップ状 のバルブ 1 0 5 ( 5 ) がばね 1 0 5 a ( 5 a ) を包むよ う に装着されて レヽる。

ポンプ本体 1 には更に、 環状凹部 5 Bよ り径の大きい環状の室 1 1 0 Aが形成されている。 結果的にこの室 1 1 O Aは低圧燃料通路 1 1 0に 連通する吸入室を形成している。

ポンプ本体 1 には、 更に環状の室 1 1 0 Aよ り も大径のねじ溝 130 A 付きの環状空胴 1 3 0 Bが形成されている。

環状空胴 1 3 O Aには、 電磁駆動機構を構成するソ レノ ィ ド 2 0 0 ( 1 3 0 ) が取り付けられる。

ソ レノ イ ド 2 0 0 ( 1 3 0 ) の外周にはねじ 2 0 0 aが螺刻されたァ ダプタ 2 0 O Aが取り付けられてお り 、 このねじを空胴 1 3 O Aのねじ 溝に螺入する こと によってソ レノ ィ ドを空胴 1 3 O Aに取り付ける。

2 0 0 bはシールリ ングで、 燃料吸入室 1 1 O Aと外気と を隔絶する _c 有底カ ップ状の外側コア 2 0 0 Dには環状の電磁コイル 2 0 0 Bが収 納されている。 環状電磁コイル 2 0 0 Bの中心には中空筒状の内側固定 コア 2 0 0 Cが揷通されている。 中空筒状の内側固定コア 2 0 0 Cの片 側端には円板状の半径方向コア部 2 0 0 Eがー体に形成されてお り 、 径 方向コァの外周が力 ップ状外側コァ 2 0 0 Dの開放端側内周壁に緊迫結 合によ って固定されている。 電磁コ ィル 2 0 0 Bは、 内側固定コァ 200C が揷通する環状ポビン 2 0 0 c と、 そこに巻回されたコイル 2 0 0 dと コイル 2 0 0 dの外周を樹脂によ り モール ド成形した、 成形樹脂外層 2 0 0 f からなる。 環状の電磁コイル 2 0 O Bはカ ツフ状外側コア 2 0 0 Dの内底部と円 板状の半径方向コア部 2 0 0 E との間に軸方向に押圧された状態で収納 されている。 ポビン 2 0 0 c と樹脂外層 2 0 0 f と内側固定コア 200 C との対面する空胴部にはシ一ルリ ング 2 0 0 gがはさみ込まれている。 樹脂外層 2 0 0 f と半径方向コァ部 2 0 0 E とカ ツプ状外側コァ 200 D の対面する空胴部にはシ一ルリ ング 2 0 0 hがはさみ込まれている。 力 ップ状外側コァ 2 0 0 Dの開放端側は、 半径方向コァ部 2 0 0 Eの 外側を被よ う に樹脂モール ドによ って封止され、 その際電磁コイル 200B の外部取出 し端子も一緒にモール ド成形し、 コネク タ 2 0 0 F を形成し ている。

第 1 5 図の P円部を第 1 6 図に拡大して更に詳し く 説明する。

有底カ ップ状外側コア 2 0 0 Dの底の部分 2 3 0 は中心に貫通孔 231 を有する。

貫通孔 2 3 1 の外側に引 き続いて環状の凹所 2 3 2 が形成されている _c 環状の凹所 2 3 2 の径は貫通孔 2 3 1 の径よ り 大きい。

貫通孔 2 3 1 には可動コア 1 3 1 aが揷通される。 可動コア 1 3 1 a にはプラ ンジャーロ ッ ドの形体を呈する係合部材 2 0 1 がー体に成形さ れている。

係合部材 2 0 1 の長手方向中間位置には環状の可動ス ト ツバ 2 0 1 c がやは リ 一体に形成されている。 このス ト ッノ 2 0 1 じ と可動コァ 131 a との間には、 C リ ング状の固定ス ト ツバ部材 2 3 3 が、 切り溝を用いて 係合部材 2 0 1 のロ ッ ド部に半径方向から嵌め込まれる。 この状態で可 動コア 1 3 1 a を貫通孔 2 3 1 に揷通し、 ま た固定ス ト ツバ部材 2 3 3 を環状凹所 2 3 2 に圧入固定して、 可動コア 1 3 1 a , 係合部材 2 0 1 は外側固定コア 2 0 0 Dの底部 2 3 0 を貫通する形でソ レノ ィ ド 2 0 0 に装着される。

更に環状凹所 2 3 2 には、 C リ ング状の固定ス ト ヅパ 2 3 3 をはさみ 付けるよ う に して、 ガイ ド部材 2 2 0 が圧入嵌合される。

ガイ ド部材 2 2 0 には固定ス ト 2 3 3 のス ト ッパ面 2 3 3 a に対 面するス ト ッパ面 2 2 1 が形成されており 、 可動ス ト 2 0 1 c がこ れら 2 つのス ト ッパ面の間でス ト ローク S s = 4 5 ミ ク ロ ンだけ往復で きる様に構成される。

ガイ ド 2 2 0 の中心には、 ガイ ド孔 2 2 0 b が貫設されている。 係合 部材 2 0 1 はこのガイ ド孔 2 2 O b を揷通してお り 、 これによつて半径 方向の動きが規制され、 ソ レノ ィ ド 2 0 0 の中心軸線に沿って往復でき る。

ガイ ド 2 2 0 には、 放射方向に複数の通孔 2 2 0 Cが穿設されている _c この通孔 2 2 0 Cはガイ ド 2 2 0 の周囲の低圧燃料通路に連通している _c これら通孔 2 2 0 Cはガイ ド 2 2 0 の中心孔 2 2 O Aに接続されてい る。 中心孔 2 2 O Aはガイ ド 2 2 0 の軸方向端部に開口 （ 2 2 0 B ) し ており 、 その開口 2 2 0 Bのまわ り の端面 2 2 0 aは吸入弁 1 0 5 ( 5 ) のシー ト面を形成している。

結果的に第 1 5 図に示す様に、 ソ レノ イ ド 2 0 0 ( 1 3 0 ) がポンプ 本体 1 に組付けられた状態では、 ガイ ド 2 2 0 の軸方向端面の外周がホ ルダ 5 Cの端面に圧接して、 両者で吸入弁機構を形成する。

係合部材 2 0 1 は更に、 プラ ンジャ ロ ッ ド部の先端に金属ポールが溶 接によ り 固定されている。

カ ップ状の可動コア 1 3 1 aは内側にばね 2 0 2 ( 1 3 2 ) が収納さ れてお り 、 ばね 2 0 2 ( 1 3 2 ) は中心側固定コア 2 0 0 Cの中心に螺 合されたアジヤ ス トスク リ ュ一 2 0 0 Gの端面に片側端が当接 している アジャス トスク リ ユー 2 0 0 Gは、 このばね 2 0 2 ( 1 3 2 ) のセッ ト荷重を調整して、 可動コア 1 3 1 a , 係合部材 2 0 1 の進退動作の特 性を調整する。

ばね 2 0 2 ( 1 3 2 ) が可動コア 1 3 1 a , 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) をアジヤスター 2 0 0 Gとは反対方向に向って付勢する結果、 ス ト ツパ 2 0 1 cのス ト ッパ面 2 0 1 aがガイ ド部材 2 2 0のス ト ッパ面 2 2 1 に当接する。

その結果、 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) の先端のポール部材 2 1 0はガ ィ ド 2 2 0の端面 2 2 0 aから寸法 S g = 3 5 ミ ク ロ ンだけ突出する。 その際ポール部材 2 1 0は弁体 1 0 5 ( 5 ) をばね 1 0 5 a ( 5 a ) の 力に杭してガイ ド部材 2 2 0のシー ト面から寸法 S g = 3 5 ミ ク ロ ンだ け浮かせて、 開口 2 2 0 Bをホルダ 5 Cの 5個の孔 5 Dを介してシリ ン ダの吸入孔 5 b に接続する。

可動コア 1 3 1 aの軸方向端面は、 内側固定コア 2 0 0 Cの軸方向端 面からギャ ップ G aだけ離れて対面している。 一方可動コア 1 3 1 aの 外周面は、 外側固定コア 2 0 0 Dの貫通孔 2 3 1 の内周面に対しわずか な径方向キヤ ップを隔てて対面している。

その結果、 コネクタ 2 0 O Fからコイル 2 0 0 Bに電力が供給 （つま リ通電） されると、 外側固定コア 2 0 0 D—可動コア 1 3 1 a—内側固 定コア 2 0 0 C—円板部材 2 0 0 Eを通る閉磁路が形成される。

その結果、 可動コア 1 3 1 aと内側固定コア 2 0 0 Cの向い合った端 面間に磁気吸引力が発生する。

この磁気吸引力は、 可動コア 1 3 1 aをばね 1 3 2の力に抗して内側 固定コア 2 0 0 Cの方へ引き付ける。

可動コア 1 3 1 aのス ト ロークは係合部材 2 0 1 のス ト ッ ノ 2 0 1 c が固定ス ト ッパ 2 3 3のス ト ッパ面 2 3 3 aに当接したと ころで終わる。 その距離 S s = 4 5 ミ ク ロ ンである。

可動コア 1 3 1 aのス トローク終わ り において、 可動コア 1 3 1 aと 内側固定コア 2 0 0 Cの端面間のギャ ップ G aは 6 ミ ク ロ ンである。 可動コア 1 3 1 aの内周には非磁性リ ング 1 3 3が固定されており 、 非磁性リ ング 1 3 3の可動コア 1 3 1 aから突出する部分は内側固定コ ァ 2 0 0 Cの内周面に案内される。 その結果、 可動コア 1 3 1 aの半径 方向の動きが規制される。

かく して、 係合部材 2 0 1 ， 可動コア 1 3 1 aは軸方向にはなれた 2 箇所でガイ ドされ、 安定した進退運動が可能となる。

結局、 可動コア 1 3 1 aのス トロークの結果、 係合部材 2 0 1 (131) の先端のポ一ル部材 2 1 0はガイ ド部材 2 2 0のシー ト面 2 2 0 aから 寸法 S a = 1 0 ミ ク ロ ンだけ引き込まれた位置に保持される。

この時、 吸入弁 1 0 5 ( 5 ) は、 ポール部材 2 1 0 との係合が解かれ、 ばね 1 0 5 a ( 5 a ) の弾発力でガイ ド部材 2 2 0のシー ト面 2 2 0 a に押し付けられる。 その結果、 吸入弁 1 0 5 ( 5 ) はガイ ド部材 2 2 0 の中心開口 2 2 0 Bを、 閉塞し低圧燃料通路とホルダ 5 Cとの間を遮断 する。

吸入弁 1 0 5 ( 5 ) は、 第 1 9図 （ a)， ( b ) に示す如く 、 カ ップ状 に形成されてお り 、 ばね 1 0 5 a ( 5 a ) のまわ り に被せられた状態で 保持されている。

シー ト面となる軸方向端面は、 中心にポール部材 2 1 0が当接する円 形の凸部 1 0 5 Aと、 ガイ ド 2 2 0のシ一 卜面 2 2 0 aに当接する環状 の凸部 1 0 5 Bを有する。 両凸部の間には環状溝 1 0 5が形成されてい る。 両凸部は、 その高さ寸法が同 じになるよ う切削加工される。

環状凸部 1 0 5 Bでシー 卜面を構成するので、 ガイ ド部材側のシー ト 面との片当 り が少な く な リ 、 接触が密になってシー ト性が向上する。 吸 入弁 1 0 5 ( 5 ) ， ガイ ド部材 2 2 0 , ポール部材 2 1 0は互いに衝突 する。 その回数は、 内燃機関の生涯において 1 0 0万回にも及ぶ。 これ ら部材はこの様な条件の下で、 許される摩耗量はわずか 1 0 ミ ク ロ ンォ ーダである。 特に吸入弁 1 0 5 ( 5 ) とポール部材 2 1 0との当接部が 3 5 ミ ク ロ ン摩耗すると可動コア 1 3 1 a , 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) が 4 5 ミ ク ロ ンス トローク しても、 吸入弁 1 0 5 ( 5 ) をシー ト面から 浮かせる こ とができない。 つま り 、 この様な状態では吸入弁 1 0 5 ( 5 ) の開弁状態を維持できな く な り 、 容量の制御ができなく なる。 そこで、 摩耗の少ない条件と して、 種々検討した結果、 これら 3つの部材にピッ カース硬度 H_RCが 3 0以上の材料を用いる こ とが好ま しいこと を見出 し た。 そ して この条件を満足する材料と して具体的には、 日本工業規格 ( J I S ) で規定されるステンレス鋼 SUS440C が有利である ことを見出 した。

一方、 可動コア 1 3 1 a , 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) のプランジャ ロ ッ ド部は、 磁路を構成するため、 磁性材である必要があ り 、 その観点か ら、 日本工業規格 （ J I S ) で規定される磁性ステンレス鋼 SUS420J2 が有利である こ と を見出 した。

かく して、 ソ レノ イ ド 2 0 0 ( 1 3 0 ) のコイルに無通電状態ではば ね 1 3 2の力がばね 1 0 5 a ( 5 a)の力に打ち勝って、 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) が 4 5 ミ ク ロ ンス トローク し、 吸入弁 1 0 5 ( 5 ) をシー ト 面から 3 5 ミ ク ロ ンだけ浮かせる様に設定する こ とができた。

本実施例では、 ポール部材 2 1 0 をプラ ンジャ ロ ッ ド部と別体と した のでそれぞれの機能に合致した材料を用いる こ とが可能である。

可動コァ 1 3 1 a と係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) のプラ ンジャロ ッ ド部 と を別体で形成して溶接や緊迫結合のよ う な方法で後加工で一体にする 場合には、 プラ ンジャ ロ ッ ド部とポール部材とは一体成形する ことも可 能である。 この場合は、 同一の部材からポール部とプラ ンジャロ ッ ド部 ス ト ツバ部を切削加工によ って削り 出すこ と になる。

尚、 ポール部材は必ずしも球状である必要はない。 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) との接合面は平坦であっても良い。 そのためにポール部材は 半球であっても良い。

本実施例では、 係合部材の先端に環状の凹所を形成し、 そこ に球状部 材の一部が没するよ う に して、 保持し、 両者の当接面を溶接接合したの で、 接合作業が非常に楽である し、 ボール部材と係合部材との軸芯を一 致させ易い。

この実施例では、 ボンプ本体 1 の凹所 5 B にバルブホルダ 5 C を圧入 嵌合し、 別途組立てた、 ソ レノ イ ド 2 0 0 ( 1 3 0 ) を、 ねじ溝付き凹 部 1 3 0 Bにねじ込むだけで、 可変容量機能を持っ た吸入弁機構の組付 けが完了するので、 作業性が良い。

尚、 2 0 0 e は、 気泡抜きの孔であるエンジンの熱で低圧燃料通路に ベ一パーが発生した場合、 この気泡抜き孔 2 0 0 e を通って、 環状空所 2 0 0 i に気泡が一時保護され、 ベ一パーが吸入弁 1 0 5 ( 5 ) を通つ てシ リ ンダ 8 内の加圧室に入るのを防ぐ。

ま た、 実施例の説明では、 マク ロ的には可動コア， プランジャ ロ ッ ド 部， ポール部材を含めて全体を係合部材と呼んでいるが、 可動コアは別 部材で形成する こ ともあ り得る し、 機能的に可動コアと区別する必要が ある場合もあ り 、 そのことも考慮してプランジャ ロ ヅ ド部とポール部材 の部分を係合部材と説明 している箇所もある。

本実施例では弁体が電磁駆動機構から完全に切離されている点で、 従 来の電磁弁 （駆動機構に弁が固定されている。 ） による可変容量機構と ま ったく構成， 作用が異なる。

弁体がシー トに当接した後の駆動機構の余分な吸引力は弁体には作用 しないので、 弁体とシー ト面との摩耗が少ない し、 弁体と駆動機構のプ ラ ンジャとの間に機械的な応力が作用する ことがない。 ま た、 弁体の上 流下流の圧力差で弁体が開弁する際弁体の開弁動作に関与する力は、 閉 弁力発生用のばね力だけであ り 、 動きが速く なる。

電磁弁方式の従来技術では、 弁体だけでな く 、 駆動機構のプラ ンジャ や可動コアまで、 一緒に動く 必要があ り 、 その分電磁駆動機構側のばね の （開弁方向へ作用する） 力を大き く する必要があ り 、 その結果、 閉じ 側へ駆動する際に大きな力を必要とするので、 電磁機構が大き く なる。

また弁体自体の動きもにぶく なる。

ま た、 以上のよ う な理由で、 本実施例は、 弁体と これとは独立した電 磁プラ ンジャ とで可変容量機構が構成されていると言え、 電磁弁方式の 従来技術とははつ き リ 区別されるものである。

更に特徴ある構成は、 吸入弁 1 0 5 ( 5 ) で開閉される吸入開口 ( 2 2 0 a ) が電磁駆動機構側に形成されている こ とである。

これは、 係合部材 2 0 1 ( 1 3 1 ) と してのプラ ンジャ ロ ッ ドのス ト ローク を、 吸入弁が着座するシー ト面を基準に管理する上で、 非常に重 要な構成である。

つま り 、 ポンプ本体に組み込む前にシー ト面と係合部材のス トローク を独立に調整， 検査できる利点がある。

本実施例では、 吸入弁のシー ト面と係合部材のス トローク との関係は 電磁駆動機構をポンプ本体に組み込んだ後も ま った く 変化しない。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 燃料の吸入通路から供給された燃料を加圧部材によ り加圧して吐出 通路に圧送する加圧室を有する高圧燃料供給ポンプにおいて、

上記加圧部材が配置された主加圧室の他に、 上記吸入通路と上記吐出 通路を連通する副加圧室を備えたこと を特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

2 . 請求項 1 記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、

上記吸入通路と上記吐出通路を、 上記加圧室の上端部に連通させたこ と を特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

3 . 請求項 1 記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、

上記副加圧室は、 上記主加圧室の外周に略環状に配置されたこと を特 徴とする高圧燃料供給ポンプ。

4 . 燃料の吸入通路から供給された燃料を加圧部材によ リ加圧して吐出 通路に圧送する加圧室を有する高圧燃料供給ポンプにおいて、

端部にテーパ面を有するとともに、 ポンプ本体とは別部材によ リ形成 された加圧室形成部材を備え、

この加圧室形成部材の上記テーパ面を固定部材によ リ庄縮嵌合させる ことによ り 、 上記加圧室を形成する こと を特徴とする高圧燃料供給ボン プ。

5 . 燃料の吸入通路と吐出通路に連通する加圧室と、 この加圧室内の燃 料を上記吐出通路に圧送する加圧部材を有する高圧燃料供給ポンプにお いて、

上記加圧部材の摺動部に配置されたシール材と、

このシール材の燃料室側を燃料吸入通路に連通する連結通路と、 この連結通路に配置され、 上記燃料吸入通路側から上記シール材側へ の燃料の流入を阻止する逆止弁と を備えたこと を特徴とするに高圧燃料 供給ポンプ。

6 . 請求項 1 記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、

上記逆止弁は、 ポンプ運転停止時に開弁している ことを特徴とする高 圧燃料供給ポンプ。

7 . 請求項 2 記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、

上記逆止弁を弾性部材で形成したこと を特徴とする高圧燃料供給ボン プ。

8 . 低圧側燃料通路とポンプのシリ ンダと を連通する通孔を開閉する弁 体と、

この弁体に作用 してこの弁体が前記通孔を閉塞する方向に付勢するば ね要素と、

前記弁体と係合ま たは離間 して前記弁体の開閉を補助する係合部材と - この係合部材を内燃機関の運転状態に関連して電磁的に駆動する電磁 駆動装置と を有する内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

9 . 内燃機関のコ ン トロールュニッ 卜からの信号によって制御される電 磁操作機構と、

前記電磁操作機構に設けられ、 前記コ ン トロールュニッ 卜からの制御 信号によ って進出 した第 1 の位置と退去した第 2 の位置を与え られる係 合部材と、

ポンプのシ リ ンダと低圧側燃料通路と を連通する燃料導入口を開閉す る弁体と、

この弁体を前記燃料導入口 を閉塞する方向に付勢するばねと を有し、 前記係合部材が第 1 の位置にあると き、 前記弁体が前記燃料導入口を 開放する位置に保持され、

前記係合部材が第 2 の位置にあると き前記弁体が当該弁体の上下流の 圧力差によって開閉するよう構成された内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

1 0 . 9項において、 前記弁体の閉弁後に前記ポンプシリンダ内の燃料 圧力が所定値以上になると、 前記弁体は前記係合部材が第 1 の位置に変 化するのを阻止するよう構成された内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

1 1 . シリンダと、

このシリンダ内を往復してシリンダ内の容積を変化させるプランジャ と、

このシリンダ内と低圧燃料通路とを接続する通孔を開閉すべく、 この 通孔の下流側に設けられた弁体と、

この弁体を閉弁方向に付勢する第 1 のばねと、

前記低圧燃料通路側に設 gされ、 前記弁体を前記笫 1 のばねの力に抗 して開放位置に操作する係合部材と、

この係合部材に前記第 1 のばねの力に対抗する力を与える第 2のばね と、

前記第 2のばねの力に杭して前記係合部材を前記弁体との係合状態か ら開放する電磁駆動装置と

をィ ίする内燃機閲の ι¾ II燃料供給ポンプ。

1 2 . 1 1項において、 前記通孔が燃料吸人孔である内燃機関の高圧燃 料供給ポンプ。

1 3 . 1 1項において、 前記通孔が燃料スピル （溢流） 孔である内燃機 関の高圧燃料供給ポンプ。

1 4 . 1 1項において、 前記電磁駆動装置の動作タイ ミングは、 前記プ ランジャが前記シリンダ内で圧縮動作中の所定のタイ ミングに選ばれて いる

内燃機関の高圧燃料供給ポ

1 5. 8 , 9， 1 1 項のいずれかにおいて、

前記係合部材は、 細長いロ ッ ド部を有し、

当該ロ ッ ド部の前記弁体側端部にはボール部材が取り付けられている 内燃機関の高圧燃料ポンプ。

1 6 . 1 5項において、

前記ポール部材がロ ッ ク ウエル硬度 H_RC 3 0以上の材料からなる内燃 機関の高圧燃料供給ポンプ。

1 7 . 1 5項において、

前記ポール部材が、 J I S規格のステレンス鋼 SUS440C で形成されて いる

内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

1 8 . 8， 9， 1 1項のいずれかにおいて、

前記弁体が、 ロ ック ウェル硬度 H_RC 3 0以上の材料で形成されている 内燃機関の高燃料供給ポンプ。

1 9. 8 , 9， 1 1項のいずれかにおいて、

前記弁体が、 J I S規格のステレンス鋼 SUS440C で形成されている 内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

2 0. 1 5項において、

前記ロ ッ ド部が、 磁性材で形成されている

内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

2 1 . 1 5項において、

前記ロ ッ ド部が、 J I S規格の磁性ステレンス鋼 SUS420J2で形成され ている

内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

2 2. 8， 9， 1 1項のいずれかにおいて、 前記通孔が形成された部材が J I S規格のステンレス鋼 SUS440C で形 成されている

内燃機関の高庄燃料ポンプ。

2 3 . 1 5項において、

前記弁体とポール部材が J I S規格のステンレス鋼 SUS440C で形成さ れており 、 ロ ッ ド部が J I S規格の磁性ステレンス鋼 SUS420J 2で形成さ れている

内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。

2 4 . 燃料を受け入れるシリ ンダに通じる燃料通路に設けられた弁部材、 この弁部材に前記燃料通路を閉じも し く は閉 く 力を付与するばね、 このばねの作分力の軸線に沿った方向において前記弁体を押しも し く は引いて前記弁部材を開き位置も し く は閉 じ位置に変化させる弁操作部 材 ,

この弁操作部材と前記弁部材と を分離した状態と係合した状態に操作 して、 前記弁操作部材を介して前記弁部材を開き位置も し く は閉 じ位置 に操作する電磁機構と を有する高圧燃料供給ポンプ。

2 5 . シリ ンダの燃料入口部に設けた吸入チェ ック弁と、

この吸入チェ ック弁に当接 して強制的に開き位置に操作する操作部材 と、

この操作部材を前記吸入チェ ック弁から引き離して当該吸入チェ ック 弁を非接触位置に移動させる電磁機構と、

を有する高圧燃料供給ポンプ。

2 6 . ばねによ って飛び出 し位置に付勢されるプラ ンジャ と、 このブラ ンジャ を引き込み位置に操作する電磁ソ レノ イ ドと を有する電磁機構、 ポンプの燃料吸入口に設けた吸入チェ ック弁、 前記プランジャが飛出 し位置にあると き前記チェ ック弁に当接して当該チェ ック弁を開位置に 操作し、 引き込み位置にあると き前記チェ ック弁から離れて当該チェ ッ ク弁を閉 じ位置に操作する様ポンプボディ に前記電磁機構を一体に取り 付けた高圧燃料供給ポンプ。

2 7 . シ リ ンダの燃料導入口をシリ ンダの圧縮室側から閉塞する様にば ね負荷された弁体と、

上記弁体が前記燃料導入口を閉塞する工程ではこの弁体から離れ、 開口する工程ではこの弁体に接触して前記ばね力に対抗する力を付与 する開閉操作機構と、

を有する高圧燃料供給ポンプ。

2 8 . 燃料の吸入通路と吐出通路に連通する加圧室、 該加圧室内の燃料 を該吐出通路に圧送する ビス トン、 前記吸入通路内に設けられた吸入弁 を有し、 該吸入弁の下流側の圧力が上流側の圧力に対して同等又はそれ 以上の時に前記吸入弁に閉弁力が発生するよ う に したものにおいて、 前 記吸入弁が閉弁方向に移動する際に対抗するよ う に第 1 の付勢力を与え られた係合部材， 外部入力によ り前記第 1 の付勢力と逆方向の第 2 の付 勢力を係合部材に作用させるァクチユエータ を設け、 前記第 2 の付勢力 によって第 1 の付勢力が相殺されていると き前記係合部材を前記吸入弁 から引離すよ う構成した高圧燃料供給ポンプ。

2 9 . 2 8項において、 前記吸入弁の上下流の圧力が同等の時に発生す る吸入弁の閉弁力と前記ァクチユエ一タ による第 2 の付勢力の合力は、 前記第 1 の付勢力よ リ 大き く した高圧燃料供給ポンプ。

3 0 . 2 8項において、 前記ァクチユエータ は電磁力によ り第 2 の付勢 力を発生する こと を特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

3 1 . 2 8項において、 前記吸入弁と前記係合部材の係合部を凹凸係合 と したことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

3 2 . 燃料の吸入通路と吐出通路に連通する加圧室、 該加圧室内の燃料 を該吐出通路に圧送する加圧部材、 前記吸入通路又は前記吐出通路内の 少なく とも一方の加圧室に対し燃料の流通方向を規制する逆止弁を設け たものにおいて、 前記逆止弁の少なく とも一箇所に球状の弁体を設け、 該球状弁体に略円筒形部材を当接させ、 該円筒形部材を通路内壁に摺動 可能に支持したこ と を特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

3 3 . 燃料の吸入通路と吐出通路に連通する加圧室、 該加圧室の一部を 形成しプラ ンジャ形ピス ト ンを往復摺動可能に支持する摺動孔を有する 円筒部材、 該円筒部材を保持して該加圧室の一部を形成するポンプ本体 を有するものにおいて、 前記円筒部材は摺動孔の一端部に内径が拡張さ れた大径部を有し、 該拡張内壁の外壁にてポンプ本体に保持されている こと を特徴とする高圧燃料供給ポンプ。

3 4 . 3 3項において、 前記円筒部材の摺動孔と拡張内壁の双方の外側 に摺動孔の加圧室側と反対側の一端と連通する略円環状通路を設け、 該 円環状通路と燃料導入通路を連通させたこ と を特徴とする高圧燃料供給 ポンプ。

3 5 . 加圧室に連通する吸入通路部に吸入弁機構が収納されたホルダが 設けられてお り 、 前記吸入弁と同じ軸線に沿って進退するプラ ンジャ ロ ッ ドと これに取り付けられた可動コアを有する電磁駆動機構を備え、 前記電磁駆動機構の前記ホルダと当接する部位に前記吸入弁で開閉さ れる吸入開口を形成した

内燃機関の高圧燃料供給ポンプ。