JP2008064013A - 高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】吐出弁機構やリリーフ弁機構の弁座が形成された部材を小さな部材で形成でき、弁座が形成された部材の部分におけるシール機構が簡単で組み立て性が良好な高圧燃料ポンプを供給する。
【解決手段】一側に弁座が形成された筒状部材に、弁座の中央に一端が開口し他端が筒状部材の他側端に開口する燃料通路を設け、ポンプハウジングに形成された貫通孔に筒状部材を挿通し、筒状部材の外周部と貫通孔の内周部との間に四フッ化エチレン材製のシール部材を介在させる。
【選択図】図１

Description

本発明は筒内噴射型内燃機関の燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給ポンプに関する。

特に、吐出弁機構や、リリーフ弁機構がポンプハウジングに組み込まれた高圧燃料ポンプに関する。

筒内噴射型内燃機関の燃料供給システムは、フィードポンプから送られてくる低圧燃料を高圧燃料供給ポンプのポンプハウジングに設けられた吸入ニップル，吸入通路，吸入弁を介して加圧室に吸入し、同じくポンプハウジングに設けられた吐出弁，吐出通路，吐出ニップルを介して高圧燃料配管によりコモンレール内に送り、顧問レールに接続されている燃料噴射弁に規定の燃圧で燃料を供給する。

また、ポンプハウジングには吐出弁の下流の高圧燃料通路内の燃圧がある圧力以上に上昇したときに、吐出弁下流の吐出通路から吸入通路、あるいは吐出弁下流の吐出通路から加圧室若しくは加圧室と吐出弁までの間の通路へ吐出燃料を逃がすリリーフ通路と、そのリリーフ通路に設けられたリリーフ弁機構を設けていた。

このような高圧燃料供給ポンプは特開２００３−３４３３９５号公開公報などに示されている。

特開２００３−３４３３９５号公報

しかしながら、上記従来技術では吐出弁や、リリーフ弁の弁座が形成された部材を迂回して周囲の隙間から低圧側通路に燃料が漏れるのを抑えるために、弁座が形成された部材をポンプハウジングに形成された通孔に圧入したり、弁座部材の外周に２重のシール部を設けたりしていた。

前者では、弁座が形成された部材が圧入に耐えるように強度が要求されて、小さくできなかったり、小さくすると、圧入時に変形したりする問題があった。

後者では、金属シールとガスケットシールによって２重シールするためシール機構が複雑になって、組み立て性が悪化する問題があった。

また、ポンプハウジングがアルミニウムで構成された場合は表面にニッケルメッキを施されているが、この場合、圧入部や、金属シール部ではメッキが剥がれる可能性があり、耐食性の低下が懸念される。

本発明の目的は、吐出弁機構やリリーフ弁機構の弁座が形成された部材を小さな部材で形成でき、弁座が形成された部材の部分におけるシール機構が簡単で組み立て性が良好な高圧燃料ポンプを供給することにある。

本発明の目的は、一側に弁座が形成された筒状部材に弁座の中央に一端が開口し他端が筒状部材の他側端に開口する燃料通路を設け、ポンプハウジングに形成された貫通孔に筒状部材を挿通し、筒状部材の外周部と貫通孔の内周部との間にシール部材を介在させることで、達成される。

本発明によれば、高圧側の弁機構を小型で、組み立て性が良い弁機構とすることができるので、低コストな高圧燃料供給ポンプを供給することができる。

以下図面に基づき本発明の実施例を説明する。

以下、図２乃至図３を参照して本発明の第一実施例を説明する。

図３に示すシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。

破線で囲まれた部分が高圧ポンプハウジングを示し、この破線の中に示されている気候，部品は高圧ポンプハウジング１に一体に組み込まれていることを示す。

燃料タンク２０の燃料はフィードポンプ２１によって汲み上げられ、吸入配管２８を通
してポンプハウジング１の吸入ジョイント１０ａに送られる。その際ポンプハウジング１への吸入燃料はプレッシャレギュレータ２２にて一定の圧力に調圧される。

吸入ジョイント１０ａを通過した燃料は圧力脈動低減機構９，吸入通路１０ｄを介して
容量可変機構を構成する電磁吸入弁３０の吸入ポート３０ａに至る。脈動防止機構９につ
いては後で詳しく説明する。

電磁吸入弁３０は電磁コイル３０ｂを備え、この電磁コイル３０ｂが通電されている状
態では電磁プランジャ３０ｃが図２の右方に移動した状態で、ばね３３が圧縮された状態
が維持される。電磁プランジャ３０ｃの先端に取り付けられた吸入弁体３１が高圧ポンプ
の加圧室１１につながる吸入口３２を開いている。

電磁コイル３０ｂが通電されていない状態で、かつ吸入通路１０ｄ(吸入ポート３０ａ)と加圧室１１との間の流体差圧が無い時は、このばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は閉弁方向に付勢され吸入口３２は閉じられた状態となっている。

具体的には以下のように動作する。

後述するカムの回転により、プランジャ２が図２の下方に変位して吸入工程状態にある
時は、加圧室１１の容積は増加し加圧室１１内の燃料圧力が低下する。この工程で加圧室
１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｄ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入
弁体３１には燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁体３１を図１、図２の右方に変位させる力）が発生する。

この流体差圧による開弁力により、吸入弁体３１は、ばね３３の付勢力に打ち勝って開
弁し、吸入口３２を開くように設定されている。

この状態にて、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの制御信号が電磁吸入弁３０に印加されると電磁吸入弁３０の電磁コイル３０ｂには電流が流れ、磁気付勢力により電磁プランジャ３０ｃが図２の右方に移動し、ばね３３が圧縮された状態が維持される。その結果、吸入弁体３１が吸入口３２を開いた状態が維持される。

電磁吸入弁３０に入力電圧の印加状態を維持したまま、プランジャ２が吸入工程を終了
し、圧縮工程へと移行した場合、プランジャ２が圧縮工程（図２の上方へ移動する状態）
に移ると、電磁コイル３０ｂへの通電状態を維持したままなので磁気付勢力は維持された
ままであり、依然として吸入弁体３１は開弁したままである。

加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁体３１を通して吸入通路１０ｄ
（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称す。

この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル３０ｂへの通電を断つと、電磁プランジャ３０ｃに働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的，機械的遅れ
時間後）に消去される。吸入弁体３１にはばね３３による付勢力が働いているので、電磁
プランジャ３０ｃに作用する電磁力が消滅すると吸入弁体３１はばね３３による付勢力で
吸入口３２を閉じる。吸入口３２が閉じるとこのときから加圧室１１の燃料圧力はプラン
ジャ２の上昇運動と共に上昇する。そして、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁
機構８を介して加圧室１１に残っている燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール２３へと
供給される。この工程を吐出工程と称す。すなわち、プランジャ２の圧縮工程（下始点か
ら上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程からなる。

そして、電磁吸入弁３０の電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除するタイミングを制御す
ることで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイルへ３０ｃへの通
電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が小さく、吐出工
程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄ（吸入ポート３０ａ）に戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除するタイミングは、ＥＣＵからの指令によって制御される。

以上のように構成することで、電磁コイルへ３０ｃへの通電を解除するタイミングを制
御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来
る。

加圧室１１の出口には吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８は吐出弁シート
８ａ，吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃを備え、加圧室１１と燃料吐出口１２に燃料差圧が無
い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉
弁状態となっている。（具体的構成については後述する）加圧室１１の燃料圧力が、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内で加圧された燃料は燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。

かくして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料はポンプハウジング１の加圧室１１にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口１２からコモンレール２３に圧送される。

コモンレール２３には、インジェクタ２４，圧力センサ２６が装着されている。インジ
ェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニ
ット（ＥＣＵ）２７の制御信号２７Ｃにしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。

ポンプハウジング１にはさらに、吐出弁８ｂの下流側と吸入通路１０（若しくは加圧室１１）とを連通するリリーフ通路１００Ａ，１２１Ａ（若しくは１００Ａ、破線で示す
１２１）が吐出通路とは別に吐出弁８をバイパスして設けられている。

リリーフ通路１００Ａには燃料の流れを吐出通路から加圧室１１への一方向のみに制限
するリリーフ弁１０２が設けられている。リリーフ弁１０２は、押付力を発生するリリー
フばね１０４によりリリーフ弁シート１０１ａに押付けられており、加圧室内とリリーフ通路内との間の圧力差が規定の圧力以上になるとリリーフ弁１０２がリリーフ弁シート
１０１ａから離れ、開弁するように設定している。

インジェクタ２４の故障等によりコモンレール２３等に異常高圧が発生した場合、リリーフ通路１００Ａと吸入通路１０（若しくは加圧室１１）の差圧がリリーフ弁１０２の開弁圧力以上になると、リリーフ弁１０２が開弁し、異常高圧となった燃料はリリーフ通路１００Ａから吸入通路１０（若しくは加圧室１１）へと戻され、コモンレール２３や吐出通路１２とコモンレール２３間の高圧部配管が保護される。

以下に高圧燃料ポンプの構成，動作を図１乃至図３を用いてさらに詳しく説明する。

ポンプハウジングには中心に加圧室１１が形成されており、さらに加圧室１１に燃料を供給するための電磁吸入弁３０と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８が設けられている。また、プランジャ２の進退運動をガイドするシリンダ６が加圧室１１に臨むようにして取り付けられている。

シリンダ６は外周がシリンダホルダ７で保持され、シリンダホルダ７の外周に刻設され
た雄ねじを、ポンプハウジング１に螺刻された雌ねじにねじ込むことによってポンプハウジング１に固定される。シリンダ６は加圧室内で進退運動するプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持する。

プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取り付けられたカム５の回転運動
を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット３が設けられている。プランジャ
２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット３に圧着されている。これによりカム５の
回転運動に伴い、プランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。

また、シリンダホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６
の図中下端部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されており、
これによりプランジャ２とシリンダ６との間のブローバイ隙間がシールされ、燃料が外部
に漏れることを防止する。同時にエンジンルーム内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジン
オイルも含む）がブローバイ隙間を介してポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。

図２に示すように、加圧室１１に出入りするプランジャ２とシリンダ６との間から漏れるブローバイ燃料は、通路２０Ｂ，２０Ｃにより、吸入通路１０ｄ（３０ａ）に戻される。

図２に示すように、ダンパカバー１４には、ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管
２８へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。

圧力脈動低減機構９は圧力低減ダンパ９Ａ，９Ｂを有する。ダンパカバー１４はナット１４Ａによりシールリング１４Ｂで機密を保ってポンプハウジング１に固定されている。そして、吸入通路は１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄからなり、途中に配置された圧力脈動低減機構９の２組の金属ダンパ９Ａ，９Ｂの周囲には同じ吸入通路内の燃料圧力が作用するよう構成されている。

一度加圧室１１に吸入された燃料が、容量制御状態のため再び開弁状態の吸入弁体３１
を通して吸入通路１０ｄ（吸入ポート３０ａ）へと戻される場合、吸入通路１０ｄ（吸入
ポート３０ａ）へ戻された燃料により吸入通路１０には圧力脈動が発生する。しかし、吸
入通路１０に設けたダンパ室としての吸入通路１０ｃ（カップ状のダンパカバー１４とポ
ンプ本体の外周囲に形成された環状のくぼみとの間に形成される）には、波板状の円盤型
金属ダイアフラム２枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した２組の金属ダンパ９Ａ、９Ｂが取り付けられており、圧力脈動はこの金属ダンパ
９Ａ，９Ｂが膨張・収縮することで吸収低減される。

また、ポンプハウジング１に設けた凹所１６０には吸入ジョイント１６と一体に構成されたリリーフ機構１００が装着されている。以下その構成，動作を具体的に説明する。

ポンプハウジング１の凹所１６０内に配置されるリリーフ機構１００は、リリーフ弁アジャスタ１０１，リリーフ弁アジャスタ１０１に設けたリリーフ弁シート１０１ａ，リリーフ弁１０２，リリーフばね１０４，リリーフばねストッパ１０５，リリーフ弁ハウジング１０６から構成される。

リリーフ弁ハウジング１０６は、ポンプ内部に燃料を吸入するための吸入ジョイント
１６の先端部に形成された筒状部として吸入ジョイント１６と一体に形成されており、その結果リリーフ機構１００と同一軸上に配置されている。

吸入ジョイント１６の内部には吸入通路部の一部を構成するリリーフ室１０７が設けられており、さらに、吸入ジョイント１６のリリーフ弁ハウジング１０６の側面には貫通孔１０７Ａが複数個形成されている。

リリーフ弁アジャスタ１０１は一端にシート部（リリーフ弁シート１０１ａ）が設けられた筒状部材で形成され、シート部から延びる筒状の突起の内部には、一端がリリーフ弁シート１０１ａに開口し、他端が筒状部の他側端に開口する貫通孔(リリーフ通路100Ａ)が形成されている。

リリーフ弁１０４とリリーフばねストッパ１０５がリリーフ室１０７にセットされ、リリーフばねストッパ１０５の反対側の面とリリーフ弁アジャスタ１０１のシート面との間にリリーフ弁１０２を配置して、リリーフ弁アジャスタ１０１をリリーフ弁ハウジング
１０６の先端開口部に圧入して固定する。

このとき、リリーフばね１０４による押付力はリリーフ弁アジャスタ１０１をリリーフ弁ハウジング１０６に圧入，固定する位置を調整することで調整される。リリーフ弁102の開弁圧力はリリーフばね１０４による押付力で規定の値に決定される。

かくして、リリーフ通路１００Ａの燃料圧力が異常高圧になるとリリーフ弁１０２がリリーフ弁シート１０１ａから離れ、高圧燃料がリリーフ通路１００Ａを通してリリーフ室１０７に流入する。

リリーフ弁１０２から開放された燃料は吸入ジョイント１６の内部の通路部で構成されるリリーフ室１０７を経由し、吸入通路１０へ戻すことができる。

この構成に拠れば、吸入ジョイントをリリーフ弁機構の一部として利用できること、また吸入通路の一部でリリーフ通路の一部を兼ねることができること、さらには、吸入ジョイントをポンプハウジングに固定することで、リリーフ弁もポンプハウジングに固定できることにより、これらの構成が簡素になると共に、組み立て作業性が向上する。

吸入ジョイント１６と一体化したリリーフ弁機構１００は、リリーフ弁ハウジング106に設けたねじ部１０６ａでポンプハウジング１に締付けられ、ガスケット１１０をリリーフ弁ハウジング１０６とポンプハウジング１との間に配置することで低圧室からの燃料漏れをシールする構造となっている。

次に、ポンプ内部のポンプハウジング１に設けた高圧部の吐出通路側と吸入通路を繋ぐ貫通孔１０８とこの貫通孔１０８に挿入されるリリーフ弁機構１００のリリーフ弁アジャスタ１０１の先端に形成された筒状部との嵌合部からの漏れをシールする方法について説明する。

リリーフ弁機構１００のリリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部はポンプハウジング１に設けた貫通孔１０８に隙間嵌め（すきまばめ＝遊嵌）される。

リリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部外周には環状溝が形成されており、この環状溝には四フッ化エチレン材製の円筒形状の樹脂材１０９が取り付けられている。

円筒形状の樹脂材１０９の外径はリリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部の外径より大きく形成されており、貫通孔１０８にリリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部を相通したときこれによりリリーフ弁アジャスタ１０１に取り付けた樹脂材１０９がポンプハウジング１の貫通孔１０８の内周面に密着してリリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部とポンプハウジング１に設けた貫通孔１０８との間の隙間をシールし、この隙間からの燃料の漏れを防止する。

このシール構造は、嵌合部に金属同士の圧入シール部を形成する構造とは違い、装着時の力が小さくてすむので、リリーフ弁アジャスタ１０１を小さくできる。また、挿入時に無理な力がかからないのでリリーフ弁アジャスタ１０１を損傷することもない。さらに、金属粉が発生して燃料と共に燃料通路内を循環して摺動部に損傷を与える虞もない。さらにまた、アルミニウム合金にメッキを施したポンプハウジング１を用いた場合でも、メッキが剥がれることがないため、粗悪ガソリンによってメッキのはがれた部分からポンプハウジングが腐食する虞がない。アルミニウム合金にメッキを施したポンプハウジングを用いると、ポンプハウジングの加工コストを抑えることができる。

また、樹脂材１０９を用いたシールは、リリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部とポンプハウジング１に設けた貫通孔１０８との嵌合部に同軸上に配置することができ、この結果シール構造を小さくすることができる。これによりポンプ内部の燃料通路構成とポンプハウジング１をコンパクトな構造にすることが可能となる。さらに樹脂材１０９に硬度の高い材料を使用することで、より高圧環境下でもシールすることが可能となる。

電磁吸入弁３０は吸入弁体３１が加圧室の入口側開口を塞ぐようにしてポンプハウジング１の筒状ボス部１１Ｂに機密を保って挿入され、ポンプハウジング１に固定される。

電磁吸入弁３０がポンプハウジング１に取り付けられた際、吸入ポート３０ａと吸入通路１０ｄとが接続される。

ポンプハウジング１に形成された加圧室１１の出口側貫通孔１１Ａには、中央に吐出通路８Ａが設けられた金属材製プロテクタ８０の筒状部８Ｂが挿通され、金属材製プロテクタ８０の一端に形成されたフランジ部８Ｃが貫通孔１１Ａの周囲に環状に配置されている。

加圧室１１内の圧力変動によって発生するキャビテーションが吐出弁機構８とポンプハウジング１との間の金属接触シール部に作用して、アルミニウム合金製のポンプハウジング１が機械的作用による侵食（エロージョン：erosion ）を生じたり、粗悪ガソリンを使用した場合には化学的侵食（コロージョン：galvanic corrosion）が併発し、さらに侵食が進むことが知られているが、この金属材製プロテクタ８０はシール部の近くでこれらが発生しないようにするためのものである。ポンプハウジングがステンレススチールのようなエロージョンやコロージョンに強い金属で構成される場合にはこの金属プロテクタは不要である。

ポンプハウジング１に設けた筒状凹所１１Ｃに吐出弁機構８は装着されている。先端の筒状部８Ｂが貫通孔１１Ａに挿入された金属材製プロテクタ８０の環状のフランジ部８Ｃに吐出弁シート８ａの反対側の面が当接している。吐出弁シート８ａには有低筒状の吐出弁８ｂの底面外側の平板面が当接している。筒状の吐出弁８ｂの内部には弦巻ばねで構成される吐出弁ばね８ｃが保持されている。吐出弁ストッパ８ｄは中央に貫通孔が形成された、ばね８ｃを受ける環状面部とその外周から吐出弁シート８ａ側に伸びる複数本の脚部を有し、脚部の先端は環状のフランジ部で連結されている。

吐出弁ストッパ８ｄの先端部のフランジ部は吐出弁シート８ａのフランジ部に当接して重ねられており、結果的に、吐出弁ストッパ８ｄ内部には吐出弁シート８ａ，吐出弁８ｂ，吐出弁ばね８ｃがこの順に配置されている。

筒状凹所１１Ｃの内周面に設けたねじ部に筒状の吐出弁ハウジング８Ｄの外周に設けたねじ部８Ｅがねじ込まれる。吐出弁ハウジング８Ｄの先端によって吐出弁ストッパ８ｄのフランジ部を押しながら、吐出弁ハウジング８Ｄはねじ込まれる。これにより、重ねて配置された吐出弁ストッパ８ｄの先端部のフランジ部と吐出弁シート８ａのフランジ部と金属材製プロテクタ８０の環状のフランジ部８Ｃの３者が吐出弁ハウジング８Ｄの先端によってポンプハウジング１に押付けられる。このとき、金属材製プロテクタ８０の環状のフランジ部８Ｃとポンプハウジングとの間に金属シールが形成される。

結果的に吐出弁ハウジング８Ｄの内部に吐出弁シート８ａ，吐出弁８ｂ，吐出弁ばね
８ｃ，吐出弁ストッパ８ｄが保持され、これらは吐出弁機構８を構成している。

ポンプハウジング１に設けた凹所１１Ｃの内周に設けたねじ部に吐出ニップル８Ｆの外周に設けたねじ部をねじ込むことで、ポンプハウジング１の凹所１１Ｃの内部に吐出弁機構８が保持される。

なお、吐出弁ストッパ８ｄの筒状部には複数個の貫通孔が形成されており、吐出弁から吐出された燃料は、吐出弁ストッパ８ｄの底面部の貫通孔を含めこれら貫通孔から吐出通路１２へ供給される。さらに吐出弁ハウジング８Ｄの筒状部の周囲にも複数の貫通孔が形成されており、その結果、吐出弁ハウジング８Ｄと凹所１１Ｃの内周面との間に形成される隙間に吐出燃料が導かれる。

この隙間は上記したポンプハウジング１に設けた貫通孔１０８によって吸入通路と接続されており、貫通孔１０８に挿通されたリリーフ弁アジャスタ１０１の筒状部の内部に形成されたリリーフ通路１００Ａの先端が開口している。

このように構成された吐出弁機構８の吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄの内壁に接触し、動作が制限される。

したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定せられ
る。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ
高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうので、高圧ポンプとしての効
率低下してしまう。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂ
がストローク方向にのみ運動するように、吐出弁８ｂの外周部位を吐出弁ストッパ８ｄに
てガイドしている。

次に、第二の実施例を説明する。

図４は本発明が実施される高圧燃料供給ポンプの全体を示す横断面図である。

高圧部である吐出通路からの燃料の一部がリリーフ機構１００を介し加圧室１１へ戻される場合について説明する。

リリーフ機構２００はポンプハウジング内の吐出通路と加圧室１１の間に配置され、吐出通路から分岐した燃料通路１２０と、加圧室１１からの連通路１２１とに接続している。リリーフ機構２００はリリーフ弁アジャスタ２０１，リリーフ弁アジャスタ２０１を設けたリリーフ弁シート２０１ａ，リリーフ弁２０２，リリーフバー２０３，リリーフばね２０４，リリーフばねストッパ２０５，リリーフ弁ハウジング２０６から構成される。

リリーフ弁シート２０１ａにリリーフバー２０３を挿入した後、リリーフバー２０３にリリーフ弁２０２を溶接等で固定する。ついで、リリーフばね２０４を挿入しリリーフばねストッパ２０５をリリーフバー２０３に挿入し、溶接等で固定する。リリーフばね204による押付力は、リリーフばねストッパ２０５の位置によって規定する。リリーフ弁202の開弁圧力はこのリリーフばね２０４による押付力で規定の値に決定する。

リリーフ機構２００はリリーフ弁ハウジング２０６に設けたねじ部２０６ａでポンプハウジング１に締付けられ、ガスケット１１０をリリーフ弁ハウジング２０６とポンプハウジング１間に配置することで低圧室からの外部漏れをシールする構造となっている。

次に、ポンプ内部のポンプハウジング１に設けた高圧部の吐出通路側と加圧室１１とを繋ぐ連通路１２１とリリーフ機構２００との嵌合部からの漏れをシールする方法について説明する。

リリーフ機構２００とポンプハウジング１との嵌合部は、ポンプハウジング１に設けた連通路１２１，連通路と嵌合するリリーフ弁アジャスタ２０１，リリーフ弁アジャスタ
２０１の外周の溝に取り付けた円筒形状の樹脂材２０９から構成される。ポンプハウジング１とリリーフ弁アジャスタ２０１の嵌合部はすきまばめとし、リリーフ機構２００の位置決めを行うが、嵌合部の隙間からの漏れが発生する。隙間からの漏れは、リリーフ弁アジャスタ２０１とポンプハウジング１の間に樹脂材２０９を介在させることで燃料の漏れを抑える構造としている。

今回の構造により、実施例１と同様、アルミ合金材にメッキを施したものが使用でき、ポンプハウジング１の加工コストをおさえることができる。

本実施例では、吐出通路の吐出弁より下流側と加圧室とを連通するリリーフ通路を吐出通路とは別に設け、リリーフ通路に燃料の流れを吐出通路から加圧室への一方向のみに制限するリリーフ弁を設け、リリーフ弁は入口と出口との間の圧力差が規定の開弁圧力以上になると開弁するように設定する。リリーフ弁は、押付力を発生するリリーフばねと、燃料をシールするシール部材と、リリーフばねにより発生した押付力をシール部材に伝達する伝達部材からなり、前記リリーフばねはシール部材の吐出通路側に設置する。

以上のようにすることで、リリーフばねを加圧室の外に設けることができ、加圧室の容
積を増加することなくリリーフ弁の出口を加圧室に接続することができる。

これにより、リリーフ弁の誤動作がなく、高圧燃料供給ポンプとしての圧縮率の低下
（エネルギー効率低下）もない高圧燃料供給ポンプを得ることができる。

圧縮率の低下（エネルギー効率低下）について燃料の体積弾性係数を考慮したしたとき
の容積効率の変化を基に以下具体的に説明する。各値を下表のごとく設定する。

この場合、容積効率は０.９５７である。

次にリリーフバルブ機構を設置したことによって加圧室の容積がたとえば、６７００
mm³（立方ミリメートル）に増加したとすると上記計算によれば容積効率は０.８２８
（０.１４８の低下）に低下する。

容積効率の低下はカムリフトが小さいほど大きく低下する。

上記表ではカムリフトが５mm（ミリメートル）になっているが、これを３mm（ミリメートル）リフトにして計算すると加圧室の内容積が１７００mm³ （立方ミリメートル）から６７００mm³ （立方ミリメートル）に変化したときの容積効率変化は
３mm（ミリメートル）リフトの場合：０.９２８→０.７５８（０.１７０の低下）
５mm（ミリメートル）リフトの場合：０.９５７→０.８２８（０.１４８の低下）
となり、カムリフトの小さいポンプではその低下が顕著である。

また、高い燃料の吐出圧力が要求されればそれだけ容積効率が低下し、圧縮率の低下
（エネルギー効率低下）を招くので、これらを考慮して、最適な値に設計する必要がある。

図５のように吐出通路に設けた吐出弁８日本発明を適用した実施例を以下説明する。

本実施例では吐出弁シート１０８ａのシートとは反対側に通路８Ａが形成された筒状の突起１０８ｂを設け、この突起１０８ｂの外周に溝を設けてそこに四フッ化エチレン材製の樹脂リング１０９Ａを装着する。この樹脂リング１０９Ａが装着された突起１０９Ａを加圧室１１の出口側貫通孔１１Ａに挿通し樹脂リング１０９Ａでシールする。このように構成すれば、金属プロテクタ８０が不要となると共に、小さな力で、吐出弁シート１０８ａを貫通孔１１Ａに挿入できるので、吐出弁シート１０８ａが損傷を受けることがない。また、吐出弁ハウジング８Ｄで吐出弁シート１０８ａを押付ける力も小さくてすむので、取り付け作業がやり易くなる。また、圧入箇所がなくなるので、ポンプハウジング１の材料として、メッキを施したアルミ合金材を使用することが可能である。

なお、図示していないが、吐出通路の吐出弁より下流側と、吸入通路の吸入弁より上流側とを連通するリリーフ通路を２個設け、それぞれのリリーフ通路に燃料の流れを吐出通路から加圧室への一方向のみに制限するリリーフ弁を備え、リリーフ弁は入口と出口との間の圧力差が規定の開弁圧力以上になると開弁するようにする。このとき、２個のリリーフ弁の動作圧力つまり、開弁圧力は異なる値に設定することもできる。

このように構成したものでは一方の機構が故障した場合に他方をバックアップ機構として作動させることができるという利点がある。

本発明の技術は筒内燃料噴射型内燃機関の高圧燃料供給ポンプに用いて好適であるが、これに限らず、高圧流体を扱うディーゼル機関の燃料制御弁機構や、建設機械などの高圧流体制御機構の流体制御弁機構に用いることもできる。

本発明を適用した高圧燃料供給ポンプの一実施例を示す全体の横断面図。 図１に示す高圧燃料供給ポンプのＩＩ−ＩＩ断面図。 内燃機関の燃料供給システムの全体システム図。 本発明を適用した高圧燃料供給ポンプの第２実施例を示す全体の横断面図。 本発明を適用した高圧燃料供給ポンプの第３実施例を示す全体の横断面図。

符号の説明

１…ポンプ本体、２…プランジャ、８…吐出弁機構、１１…加圧室、２４…インジェクタ、３０…電磁吸入弁、１００…リリーフ弁機構、１００Ａ…リリーフ通路、１０２…リリーフ弁、１０９…樹脂材、１０９Ａ…樹脂リング。

Claims (8)

1. 加圧室、
   ポンプハウジング、
   当該ポンプハウジングに形成され、前記加圧室へ燃料を供給する吸入通路、
   前記加圧室と当該吸入通路との間に設けられた吸入弁、
   当該ポンプハウジングに形成され、前記加圧室から前記燃料を吐出する吐出通路、
   前記加圧室と当該吐出通路との間に設けられた吐出弁、
   前記加圧室内を往復動するプランジャ、
   当該プランジャの往復動によって前記吸入弁を介して燃料を前記加圧室に吸入し、また加圧された燃料を前記吐出弁を通して前記吐出通路に吐出するものであって、
   前記吐出弁下流の吐出通路と前記加圧室若しくは前記吸入通路のいずれかとを接続するリリーフ通路と、
   当該リリーフ通路内に設けられ、前記吐出弁下流の吐出通路が異常高圧になったとき、高圧燃料を前記吐出通路から前記吸入通路若しくは前記加圧室から前記吐出弁までの間の高圧燃料通路のいずれかに戻すリリーフ弁とを有し、
   前記吐出弁若しくは前記リリーフ弁は一端に弁座が形成された筒状部材を備え、
   当該筒状部材には前記弁座の中央部に一端が開口し他端が前記筒状部材の他端に開口する燃料通路が設けられており、
   前記ポンプハウジングの外周壁に前記リリーフ弁あるいは前記吐出弁を取付けるための凹所が設けられており、
   前記凹所の低壁には前記吐出弁若しくは前記リリーフ弁の先端に位置する前記筒状部材が差し込まれる貫通孔が設けられており、
   前記筒状部の外周と前記貫通孔の内周との間には両者間をシールするシール部材が設けられている
   高圧燃料供給ポンプ。
2. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記シール部材は、前記筒状部の外周に形成された環状の溝の中に装着されている
   高圧燃料供給ポンプ。
3. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記筒状部は前記貫通孔に隙間ばめされている
   高圧燃料供給ポンプ。
4. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記シール部材が樹脂材製の環状部材から形成されている
   高圧燃料供給ポンプ。
5. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記吐出弁を前記凹所に固定すると共に当該吐出弁から吐出される燃料を高圧配管に供給する吐出ニップルで前記凹所を塞ぎ、
   当該吐出ニップルと前記ポンプハウジングとの間にガスケットが挟着されている高圧燃料供給ポンプ。
6. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記リリーフ弁を前記凹所に固定すると共に低圧燃料を前記凹所に導入する吸入ニップルで前記凹所を塞ぎ、
   前記凹所と前記吸入通路とを接続する接続通路が前記ポンプハウジングに設けられており、
   当該吸入ニップルと前記ポンプハウジングとの間にガスケットが挟着されている高圧燃料供給ポンプ。
7. 請求項１に記載のものにおいて、
   前記ポンプハウジングはアルミニウム合金で形成され、表面にメッキが施されている高圧燃料供給ポンプ。
8. 請求項７に記載のものにおいて、
   前記メッキが耐食性ニッケルメッキである高圧燃料供給ポンプ。

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