WO2006070719A1

WO2006070719A1 - 燃料供給ポンプ

Info

Publication number: WO2006070719A1
Application number: PCT/JP2005/023738
Authority: WO
Inventors: Osamu Takahashi; Shingo Nakada
Original assignee: Bosch Corporation
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2006-07-06
Also published as: JP2006183647A; CN101094983A

Description

明細書

燃料供給ポンプ

技術分野

[0001] 本発明は、内燃機関用燃料供給ポンプに係り、特に、構造の改良等を図ったものに関する。

背景技術

[0002] 従来、この種の装置としては、例えば、高圧ポンプとフィードポンプを主たる構成要素してなる燃料供給ポンプであって、特にコモンレール式燃料噴射装置のサプライポンプとして用いられるものが良く知られている（特許文献 1参照）。

力かる燃料供給ポンプを構成する高圧ポンプにおいては、インレット'アウトレットバルブ（以下、「1〇バルブ」と称する）として、アウトレットバルブに挿入穴を形成し、この挿入穴にインレットバルブとばねとを、ばねによってインレットバルブが燃料の流入通路側に付勢されるようにして、し力も、アウトレットバノレブとインレットバノレブとが同軸状に配設されるように構成されたものが用いられている。

[0003] し力ながら、上述したような構成にあっては、アウトレットバルブとインレットバルブとが同軸状に配設されることから、軸方向での摺動の円滑さを確保する等の観点から、アウトレットバルブとバルブボディとの間のクリアランスやアウトレットバルブとインレツトバルブとの間のクリアランス力このような同軸状の配置を採らない構成に比して比較的大きくなり、そのため、バルブがその本来の軸方向に対して傾斜してしまレ、、摺動性が低下する虞れがあるという問題があった。

また、アウトレットバルブ及びインレットバルブが収納されるバルブボディは、 1つの部材を用いて、し力も、内部に比較的大きなスペースの室を形成する構成となっているが、一体型の部材内部にこのような空間を設ける加工作業は手間を要し、結局、 I oバルブとしての単体の高価格化のみならず、燃料供給ポンプの高価格化を招く等の問題があった。

特許文献 1 :特開 2003— 184703号公報（第 2— 5頁、図 1—図 6)

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0004] 本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、バルブの摺動性を改善し、信頼性が高レ、燃料供給ポンプを提供するものである。

本発明の他の目的は、加工作業が容易で、低価格のバルブを有する燃料供給ポンプを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の形態によれば、燃料圧縮室への燃料の吸入及び当該燃料圧縮室からの燃料の吐出を制御する 1〇バルブを有する燃料供給ポンプであって、

前記 IOバルブは、インレットバルブボディとアウトレットバルブボディとが一体化されてなるバルブボディにインレットバルトとアウトレットバルブとが設けられ、

前記インレットバルブボディとアウトレットバノレブとの接合部には、燃料溜まり室が形成され、当該燃料溜まり室を挟むように前記インレットバノレブとアウトレットバルトとが配設されると共に、当該インレットバルブとアウトレットバルブの間には、前記インレットバルブを座面に着座せしめる付勢手段が設けられ、

前記インレットバルブは、前記インレットバノレブボディに形成された吸入通路を介して前記燃料圧縮室へ燃料を吸入せしめる一方、前記アウトレットバルブは、前記燃料圧縮室で圧縮された燃料を吐出せしめるよう構成されてなる燃料供給ポンプが提供される。

発明の効果

[0006] 本発明によれば、インレットバルブとアウトレットバルブが従来と異なり、同一の軸線上に配置されているため、バルブボディとの間のくリアランス力インレットバルブとァゥトレットバルブとが同軸状に配設された従来構成に比して小さく設定でき、そのため、クリアランスが大きいことに起因する動作中のバルブの摺動性の低下を防止し、信頼性の向上と共に、バルブ全体が従来に比して小型化された燃料供給ポンプを提供すること力 Sできる。

また、バルブボディを 2つの部材を用いて一体化したため、 1つの部材からなる従来のバルブボディに比して、その内部への通路などの加工作業が極めて容易で、ひいては装置の低価格化を実現することができるという効果を奏するものである。図面の簡単な説明

[0007] [図 1]本発明の実施の形態における燃料供給ポンプに用いられる IOバルブの構成例を示す拡大断面図である。

[図 2]本発明の実施の形態における燃料供給ポンプの構成例を示す一部断面図である。

[図 3]本発明の実施の形態における燃料供給ポンプが用いられるコモンレール式燃料噴射装置の構成例を示す構成図である。

符号の説明

[0008] 1…インレットバルブ

la…弁部

lc…シー卜面

2…アウトレットバルブ

2a…弁部

2c…シート面

3…バルブボディ

5- · 'インレットバルブボディ

5b…吸入路

5d…吸入吐出兼用通路

6 · · ·アウトレットバルブボディ

7…燃料溜まり室

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明の実施の形態について、図 1乃至図 3を参照しつつ説明する。

なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなぐ本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。

本発明の実施の形態における燃料供給ポンプは、特に、コモンレール式燃料噴射装置のサプライポンプとして用いられるものに適用されるもので、まず、最初に、図 3 を参照しつつ、コモンレール式燃料噴射装置の一構成例について説明する。

コモンレール式燃料噴射装置は、高圧ポンプ 101と、フィードポンプ 102と、コモンレール 103と、複数のインジヱクタ 104とを主たる構成要素として構成されてなるもので、その基本的な構成は従来から良く知られているものである。そして、本発明に実施の形態における燃料供給ポンプ Pは、高圧ポンプ 101とフィードポンプ 102とを主たる構成要素としてなるものである。

[0010] 高圧ポンプ 101には、フィードポンプ 102によって燃料タンク 105から吸い上げられた燃料がフィルタ 106を介して供給されて、この供給された燃料を後述するようにしてコモンレール 103へ圧送するようになっている一方、過剰に供給された燃料は、第 1 又は第 2のリターン通路 92， 93を介して燃料タンク 105へ戻されるようになつている。

[0011] 力、かる高圧ポンプ 101には、エンジン（図示せず）の駆動力によって上下動される 2 つのプランジャ 56が設けられており、このプランジャ 56の上下動によって容積が可変するそれぞれの燃料圧縮室としてのプランジャ室 56Aには、それぞれに対応して設けられた 1〇バルブ 71を介して燃料が流入して後述するようにプランジャ室 56Aから I Oバルブ 71を介してコモンレール 103へ圧送されるようになっている。

高圧ポンプ 101には、フィードポンプ 102からの燃料の流量を制御するための比例制御弁 107が途中に設けられた供給通路 91が形成されており、上述の 1〇バルブ 71 に連通して、プランジャ室 56Aへの燃料の供給が行われるようになつている。

[0012] さらに、高圧ポンプ 101には、一端が共に連通して燃料タンク 105へ接続される 2つの第 1及び第 2のリターン通路 92, 93が設けられており、第 1のリターン通路 92の他端は、比例制御弁 107の入力側の供給通路 107の適宜な位置に接続される一方、第 2のリターン通路 93の他端は、比例制御弁 107と 1〇バルブ 71との間の供給通路 1 07の適宜な位置に接続されたものとなっている。

そして、第 1のリターン通路 92の途中には、オーバーフローバルブ 108が、また、第 2のリターン通路 93の途中には、オリフィス 109力それぞれ設けられている。

[0013] 図 2には、本発明の実施の形態における燃料供給ポンプ Pをプランジャ 56の軸線に沿って切断した際の一断面図が示されており、同図を参照しつつその機構的な構成について説明する。なお、図示の都合上、一部の説明においては、図 1を参照することとする。

燃料供給ポンプ Pのポンプハウジング 51内には、エンジン（図示せず）の駆動力により駆動されるカムシャフト 53に設けられたカム 53aが配されるカム収納室 52が、ボンプハウジング 51の比較的下部（図 2において紙面下部）に形成されると共に、この力ム収納室 52から上方へ伸びるようにしてバレル孔 54が形成されている。そして、バレル孔 54には、大凡円筒状のプランジャバレル 55が嵌揷されている。

[0014] プランジャバレル 55には、その軸方向（図 2において紙面上下方向）にプランジャ収納孔 55aと、このプランジャ収納孔 55aに連通するようにしてバルブ収納孔 55bとが穿設されている。なお、バルブ収納孔 55bは、図 2においてプランジャ収納孔 55a の上部に位置するものとなっている。

[0015] そして、プランジャ収納孔 55aには、プランジャ 56が上下方向で摺動可能に収納されている。

このプランジャ 56の一端、すなわち、カムシャフト 53側の端部には、ばね受け 57と共にタペット 58が固着されている。

また、ばね受け 57の上方の位置で、バレル孔 54の適宜な位置には、環状突起 59 が形成されており、この環状突起 59とばね受け 57との間にブランジャばね 60が配設されて、プランジャ 56がタペット 58を介してカム 53aへ常に付勢されるようになっている。

[0016] 一方、バルブ収納孔 55bには、 IOバルブ 71がバルブホルダ 72とプランジャバレル

55と間に組み付けられるように収納されている。すなわち、 IOバルブ 71は、バルブ収納孔 55bの底部へ押し付けられるように嵌挿される共に、その上部側（図 2において紙面上部側）にバルブホルダ 72の一方の端部が接合するように設けられたものとなっている。このバルブホルダ 72の外周の一部には、バルブ収納孔 55bの内周に形成された内ねじ（図示省略）と螺合する外ねじ（図示省略）が形成されており、バルブ収納孔 55bに締着されるようになっている。

[0017] このバルブホルダ 72の内部には、 1〇バルブ 71側に開口を有する収納穴 72aが、バルブホルダ 72の軸方向のほぼ中央付近まで形成されると共に、この収納穴 72aに連通し、かつ、 1〇バルブ 71と反対側の端部で開口する吐出通路 72bが穿設されている（図 1参照）。

収納穴 72aは、その内部に後述する IOバルブ 71を構成するアウトレットバルブ 2の端部及び弁部 2aが適宜な余裕を以て位置できる程度の大きさに形成されている（図 1参照）。

[0018] この収納穴 72aの底部、すなわち、吐出通路 72bが連通する部位には、アウトレットばね受け 73が嵌揷されている。このアウトレットばね受け 73は、その中央部分に先の吐出通路 72bとほぼ同一径を有して吐出通路 72bと連通する連通孔 73aが穿設されたものとなっている。そして、アウトレットばね受け 73とアウトレットバルブ 2の弁部 2aとの間にアウトレットばね 74が弹装されており、アウトレットバルブ 2が後述するアウトレットバルブボディ 6の座面 6cへ常時付勢されるようになっている（図 1参照）。

なお、吐出通路 72bは、図示されない配管を介してコモンレール 103へ連通するものとなつている。

[0019] 図 1には、 IOバルブ 71の拡大断面が示されており、以下、同図を参照しつつ 1〇バノレブ 71につレ、て詳述する。

本発明の実施の形態における 1〇バルブ 71は、インレットバルブ 1と、アウトレットバノレブ 2と、バルブホディ 3と、インレットバルブばね 4とを有して構成されたものとなっている。

まず、バルブボディ 3は、インレットバルブボディ 5とアウトレットバルブボディ 6の 2つからなり、相互に接合、固着されて一体化されたものとなっている。なお、固着手段は、特定の方法に限定される必要は無いが、例えば、溶接、ねじ止め等が適宜用いられる。例えば、この実施の形態においては、バルブホルダ 72を 1〇バルブ 71にねじ締めすることで、インレットバルブボディ 5とアウトレットバノレブボディ 6が相互に接合、固着されて、油密が確保されるものとなっている。

[0020] インレットバルブボディ 5には、そのほぼ中央付近において、インレットバルブ 1が摺動可能に揷入されるインレット揷入穴 5aが縦方向（図 1において紙面上下方向）に形成されている。そして、このインレット揷入穴 5aの底部近傍において、インレット揷入穴 5aに直交するようにしてインレット揷入穴 5aと連通する吸入路 5bがインレットバノレブボディ 5の側面まで形成されて、側面に開口したものとなっている。この吸入路 5b は、プランジャバレル 55に形成された供給通路 91に連通するようになっている（図 2 参照）。 [0021] インレットバルブ 1は、柱状部材の一端部近傍に大径の弁部 laが形成されると共に、この弁部 laの下側（図 1において紙面下側）、すなわち、柱状部材の一端部と反対側の部位の外周に羽根状案内部 lb複数形成されたものとなっている。

羽根状案内部 lb側の弁部 laの周縁近傍には、シート面 lcが形成されており、このシート面 lcが、先のインレットバルブボディ 5のインレット揷入穴 5aの開口部分に形成された座面 5cと接合することでインレットバルブ 1が座面 5cに着座できるようになっている。なお、本発明の実施の形態においては、上述した羽根状案内部 lbは、その下端部が図 1に示されたようにインレットバノレブ 1が座面 5cに着座した状態において吸入路 5bの開口部分の縁付近に位置する程度の長さに形成されたものとなっている。

[0022] また、インレットバルブボディ 5には、インレット揷入穴 5aの近傍にインレット揷入穴 5 aと並行して吸入吐出兼用通路 5dが穿設されており、その 2つの端部は、インレットバルブボディ 5の上下の面にそれぞれ開口したものとなっている。この吸入吐出兼用通路 5dの一端は、後述するようにインレットバルブボディ 5とアウトレットバルブボディ 6との間に画成される燃料溜まり室 7に開口する一方、他端側は、プランジャ室 56Aに連通するようになっている。

[0023] 一方、アウトレットバルブボディ 6には、インレットバルブボディ 5との接合面のほぼ中央部分に、インレットバノレブ 1及びアウトレットバノレブ 2の軸方向における断面形状がほぼ台形状の凹部 6aが形成されている。そして、この凹部 6aとインレットバルブボディ 5との接合面とによって燃料溜まり室 7が画成されている。

この燃料溜まり室 7には、先に述べたインレットバノレブ 1の一端部及び弁部 laがほぼ中央に位置すると共に、吸入吐出兼用通路 Idの一端が開口したものとなっている

[0024] さらに、この凹部 6aに連通するようにしてインレットバルブボディ 5と反対側へアウトレット揷入孔 6bが穿設されており、このアウトレット揷入孔 6bにはアウトレットバルブ 2 が摺動自在に揷入されるようになっている。すなわち、本発明の実施の形態において、インレットバルブ 1とアウトレットバルブ 2は、燃料溜まり室 7を挟んで同一軸上に配設された構造となっている。

アウトレットバルブ 2は、その軸方向の長さが先のインレットバルブ 1よりやや長目である点を除けば、基本的な形状は、インレットバルブ 1と同様に形成されてなるものである。すなわち、インレットバルブ 1側に位置するアウトレットバノレブ 2の端部と反対側の端部近傍に弁部 2aが設けられると共に、この弁部 2aの下部側、すなわち、インレツトバルブ 1側に位置する部位には複数の羽根状案内部 2bが周方向で適宜な間隔を隔てて形成されている。

[0025] そして、弁部 2aの羽根状案内部 2b側の周縁近傍には、シート面 2cが形成されており、このシート面 2cが、アウトレットバルブボディ 6の上面、すなわち、インレットバノレブボディ 5との接合面と反対側の面に開口するアウトレット揷入孔 5aの開口部分に形成された座面 6cと接合することでアウトレットバルブ 2が座面 6cに着座できるようになつている。

[0026] さらに、インレットバルブ 1の弁部 laとアウトレットバルブ 2の羽根状案内部 2bの端面との間に、付勢手段としてのコイル状に形成されたインレットばね 4が弾装されており、これによつて、インレットバノレブ 1はインレットバルブボディ 5の座面 5cへ常時付勢されるようになつている。

[0027] 次に、上記構成における燃料供給ポンプ Pの動作について、特に、 1〇バルブ 71の動作を中心に説明する。

エンジン（図示せず）が回転を開始すると、その駆動力が図示されない機構によつて伝達されてカムシャフト 53が回転し、それと共にカム 53aが回転する。カム 53aの回転に伴いタペット 58が上下動すると共にプランジャ 56が上下動することとなる。フィードポンプ 102は、図示は省略されているがカムシャフト 53と共にエンジンにより駆動されるようになっているため、カムシャフト 53が回転されると共にフィードポンプ 102も駆動されて、燃料タンク 105から燃料を吸い上げて高圧ポンプ 101へ燃料が供給されることとなる。

[0028] 例えば、プランジャ 56が上死点から下死点へ移動すると、燃料溜まり室 7の圧力が下がり、インレットバノレブ 1に加わる背圧が低くなり、相対的に吸入路 5bの圧力が高くなる。そして、吸入路 5b内の圧力がインレットばね 4の付勢力を越えると、インレットバルブ 1が押し上げられて、フィードポンプ 102から供給通路 91を介して吸入路 5bへ流入し吸入路 5bを満たしていた燃料力 Sインレットバルブ 1の弁部 laに形成されたシート面 lcとインレットバルブボディ 5の座面 5cとに生じた間隙を介して燃料溜まり室 7 へ流入することとなる。さらに、燃料溜まり室 7へ流入した燃料は、吸入吐出兼用通路 5dを介してプランジャ室 56Aへ流入し、プランジャ室 56Aへ対する燃料供給がなされることとなる。かかる状態は、プランジャ 56が下死点に達するまで継続することとなる。

[0029] 次いで、プランジャ 56が下死点から上方へ移動すると、燃料溜まり室 7の圧力が上昇し、インレットバルブ 1に加わる背圧が高くなり、相対的に吸入路 5b内の圧力が低くなる。このため、吸入路 5b内の燃料がインレットバノレブ 1を押し上げる力に比して、ィンレットバルブ 1に加わる背圧とインレットばね 4の付勢力との合力が大きくなるので、インレットバルブ 1の弁部 laに形成されたシート面 lcが、インレットバルブボディ 5の座面 5cに押し付けられ、吸入路 5bが閉じられる。すなわち、換言すれば、吸入路 5b と燃料溜まり室 7との連通が遮断されることとなる。

[0030] 吸入路 5bが閉じられ、プランジャ 56がさらに上方へ移動すると、燃料溜まり室 7の圧力がさらに上昇し、アウトレットバノレブ 2に加わる背圧がバルブホルダ 72内に配されたアウトレットばね 74の付勢力及びアウトレットバノレブ 2の下流側の圧力に比して大きくなる。なお、ここで、アウトレットバルブ 2の下流側とは、バルブホルダ 72の収納穴 72aに位置するアウトレットバノレブ 2の弁部 2aよりもコモンレール 103側を意味する

[0031] その結果、アウトレットバルブ 2の弁部 2aに形成されたシート面 2cがアウトレットバルブボディ 6の座面 6cから離間し、吸入吐出兼用通路 5dが開くこととなる。すなわち、プランジャ室 56Aで加圧された燃料が吸入吐出兼用通路 5d、燃料溜まり室 7、弁部 2aのシート面 2cとアウトレットバルブボディ 6の座面 6cとの間、バルブホルダ 72の収納穴 72及びアウトレットばね受け 73の連通孔 73a、バルブホルダ 72の吐出通路 72b を介してコモンレール 103へ供給されることとなる。かかる状態は、プランジャ 56が上死点に達するまで継続することとなる。

コモンレール 103に供給された燃料は、各インジヱクタ 104へ分配され、インジヱクタ 104は、図示されない制御部の制御に基づいてエンジン（図示せず）へ燃料噴射を行うようになっている。 [0032] なお、フィードポンプ 102からプランジャ室 56Aに供給される燃料の量は、比例制御弁 107による単位時間当たりの燃料流量の制御によって調整されるようになっている。

比例制御弁 107による流量の制御により比例制御弁 107の手前側で余分となる燃料は、第 1のリターン通路 92を介して燃料タンク 105へ戻される。ここで、第 1のリタ一ン通路 92にはオーバーフローバルブ 108が設けられており、このオーバーフローバノレブ 108は、常時開成状態とされているために、比例制御弁 107から上流側における供給通路 91の圧力は所定の範囲内の圧力に保持されるようになっている。

[0033] また、比例制御弁 107は、全閉状態の場合において燃料の流れを完全に遮断することができないため、比例制御弁 107より下流側の供給通路 91へ燃料のリークが生ずる力そのリーク燃料は、第 2のリターン通路 93及び第 1のリターン通路 92を介して燃料タンク 105へ戻されることとなる。なお、第 2のリターン通路 93を流れる燃料タンク 105への戻し燃料は、この第 2のリターン通路 93に設けられたオリフィス 109によつてその単位時間当たりの流量が所定値内に維持されることとなる。

産業上の利用可能性

[0034] 本発明に係る燃料供給ポンプは、コモンレール式燃料噴射装置のサプライポンプに適用でき、特に、燃料噴射装置の小型化、低価格化を図るのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 燃料圧縮室への燃料の吸入及び当該燃料圧縮室からの燃料の吐出を制御する I oバルブを有する燃料供給ポンプであって、

前記インレットバルブボディとアウトレットバノレブとの接合部には、燃料溜まり室が形成され、当該燃料溜まり室を挟むように前記インレットバルブとアウトレットバルトとが配設されると共に、当該インレットバルブとアウトレットバルブの間には、前記インレットバルブを座面に着座せしめる付勢手段が設けられ、

前記インレットバルブは、前記インレットバルブボディに形成された吸入通路を介して前記燃料圧縮室へ燃料を吸入せしめる一方、前記アウトレットバルブは、前記燃料圧縮室で圧縮された燃料を吐出せしめるよう構成されてなることを特徴とする燃料供給ポンプ。

[2] インレットバルブボディには、一端が燃料溜まり室に、他端が燃料圧縮室にそれぞれ開口する吸入吐出兼用通路が形成されると共に、前記燃料溜まり室へ開口し、前記インレットバルブが摺動自在に収納されるインレット揷入穴が形成され、当該インレット揷入穴に吸入通路が連通せしめられてなることを特徴とする請求項 1記載の燃料供給ポンプ。

[3] アウトレットバルブボディには、一端が燃料溜まり室に、他端がバルブボディの外部へそれぞれ開口し、アウトレットバノレブが摺動自在に収納されるアウトレット揷入孔が形成されてなることを特徴とする請求項 2記載の燃料供給ポンプ。

[4] インレットバルブには、大径の弁部が形成され、当該弁部が燃料溜まり室に位置すると共に、インレット揷入穴の開口周縁に形成されたシート面に着座可能に設けられてなることを特徴とする請求項 3記載の燃料供給ポンプ。

[5] アウトレットバルブには、大径の弁部が形成され、当該弁部がバルブボディの外部に位置すると共に、アウトレット挿入孔の開口周縁に形成されたシート面に着座可能に設けられてなることを特徴とする請求項 4記載の燃料供給ポンプ。

[6] アウトレットバルブの弁部より下側のアウトレット挿入孔に位置する部位には、その外周方向で羽根状の部位が複数形成され、当該羽根状の部位の端部とインレットバルブの弁部との間に、コイル状ばねを用いてなる付勢手段が弾装されてなることを特徴とする請求項 5記載の燃料供給ポンプ。