JPH11324856A

JPH11324856A - コモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ

Info

Publication number: JPH11324856A
Application number: JP10135396A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ito; 猪頭　　敏彦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-18
Also published as: JP3870550B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来実現が困難であった高圧燃料の供給を簡
単な構造で実現するコモンレール式燃料噴射装置用燃料
ポンプを提供する。【解決手段】燃料ポンプ１０は、コモンレール式燃料
噴射装置に用いられるポンプである。この燃料ポンプ１
０の分配ロータ３０が軸回転して、供給通路３１の供給
ポート３１ｂが駆動室２８に連通したときには、ステッ
プピストン２１はポンプ室２７が狭くなる方向に移動
し、ポンプ室２７内の燃料は高圧化されてコモンレール
に供給される。一方、排出通路３２の排出ポート３２ａ
が駆動室２８に連通したときには、ステップピストン２
１はポンプ室２７が広がる方向に移動し、ポンプ室２７
内に燃料タンク２から燃料が吸入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレール内の
高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモ
ンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、コモンレール内の高圧燃料をエン
ジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール式燃料
噴射装置に用いられる燃料ポンプとしては、例えば特開
平８−２１０２２３号公報に開示されたジャーク式の燃
料ポンプ（図４参照）が知られている。

【０００３】この燃料ポンプ１００では、ポンププラン
ジャ１０１は、戻しバネ１０２により常にポンプ室１０
３が広がる方向すなわち図４にて下向きに付勢され、ま
た、ポンププランジャ１０１の下部１０１ａはカム１０
４と常に接触している。このポンププランジャ１０１の
下部１０１ａがカム１０４の凸部１０４ａから凹部１０
４ｂに至るまでの区間においては、ポンププランジャ１
０１は戻しバネ１０２のバネ力によって下降して下死点
位置に至る。このとき、ポンプ室１０３が広がるため、
ポンプ室１０３には低圧室から低圧燃料が供給される。
その後、ポンププランジャ１０１の下部１０１ａがカム
１０４の凹部１０４ｂから凸部１０４ａに至るまでの区
間においては、ポンププランジャ１０１は戻しバネ１０
２のバネ力に抗して凸部１０４ａによって押し上げられ
る。このとき、ポンプ室１０３はその容積が減じられる
と共に低圧室と遮断されるので、ポンプ室１０３内の燃
料は高圧化される。そして、所定の圧力に達すると、吐
出弁１０５が開かれ、ポンプ室１０３内の高圧燃料はコ
モンレール１０６に流入する。一方、エンジンの各気筒
に設けられたインジェクタ１０７は、このコモンレール
１０６に接続されており、図示しないエンジン・コント
ロール・ユニット（以下ＥＣＵという）によってその開
閉が制御されている。そして、各インジェクタ１０７が
開放されると、コモンレール１０６内の高圧燃料がエン
ジンの各気筒の燃焼室内に噴射される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記燃
料ポンプ１００では、カム１０４からポンププランジャ
１０１に動力が伝達される際に、カム１０４の凸面１０
４ａとポンププランジャ１０１の下部１０１ａとの接触
面に生じるヘルツ応力が高圧能力の限界を決定し、１０
０ＭＰａを越える高圧ポンプは容易に実現できなかっ
た。このことは、ディーゼル機関の燃料ポンプの高圧化
を阻む最大の要因となっていた。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、従来実現が困難であった高圧燃料の供給を簡単な構
造で実現するコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、コモンレール内の高圧燃料
をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール
式燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプにおいて、増圧
ピストンポンプと、分配ロータとを備え、前記増圧ピス
トンポンプは、増圧ピストンと、前記増圧ピストンを摺
動可能に収納したシリンダと、前記増圧ピストンによっ
て仕切られた前記シリンダの内部のうち、燃料の吸入が
可能な状態で燃料タンクに接続されると共に前記コモン
レールに高圧燃料を供給可能な状態で該コモンレールに
接続されたポンプ室と、前記増圧ピストンによって仕切
られた前記シリンダの内部のうち前記ポンプ室と反対側
の駆動室とを有し、前記分配ロータは、一端が高圧側に
接続された供給通路と、一端が低圧側に接続された排出
通路とを有し、前記分配ロータが軸回転するのにしたが
って前記供給通路の他端及び前記排出通路の他端が交互
に前記駆動室に連通し、前記供給通路の他端が前記駆動
室に連通したときには、前記増圧ピストンは前記ポンプ
室が狭くなる方向に移動し、前記ポンプ室内の燃料は高
圧化されて前記コモンレールに供給され、一方、前記排
出通路の他端が前記駆動室に連通したときには、前記増
圧ピストンは前記ポンプ室が広がる方向に移動し、前記
ポンプ室内に前記燃料タンクから燃料が吸入される。

【０００７】本発明の燃料ポンプでは、分配ロータが軸
回転して供給通路の他端が増圧ピストンポンプの駆動室
に連通したとき、駆動室は供給通路を介して高圧側例え
ば加圧された作動流体に接続されるため、駆動室内の圧
力が上昇し、増圧ピストンはポンプ室が狭くなる方向に
移動する。すると、ポンプ室内の燃料は高圧化されてコ
モンレールに供給される（吐出行程）。一方、分配ロー
タが軸回転して排出通路の他端が増圧ピストンポンプの
駆動室に連通したとき、駆動室は排出通路を介して低圧
側例えば低圧の作動流体に接続されるため、駆動室内の
圧力が下降し、増圧ピストンはポンプ室が広くなる方向
に移動する。すると、ポンプ室内には燃料タンクから燃
料が吸入される（吸入行程）。

【０００８】本発明の燃料ポンプによれば、増圧ピスト
ンは従来のようにカムで駆動されるのではなく圧力によ
って駆動されるため、従来のようにピストンとカムとの
接触面における焼き付けを考慮する必要がなく、カムで
は達成できなかった高圧を達成できるという効果が得ら
れる。また、軸回転する分配ロータを利用して増圧ピス
トンポンプの駆動室の圧力を調整するため、電磁弁など
により駆動室の圧力を調整する場合に比べて、簡素な構
造になるという効果が得られる。

【０００９】本発明の燃料ポンプにおいて、前記増圧ピ
ストンは、一対の大面積ピストンと小面積ピストンから
構成され、前記シリンダの内部のうち前記ポンプ室は前
記小面積ピストン側に形成され、前記駆動室は前記大面
積ピストン側に形成されていてもよい。この場合、ポン
プ室内の燃料の圧力は、小面積ピストンに対する大面積
ピストンの比（＞１）に応じた大きさとなるため、駆動
室内の圧力よりも大きくすることができる。このため、
例えば１００ＭＰａを越えるような高圧燃料をコモンレ
ールに供給することが可能になる。

【００１０】本発明の燃料ポンプにおいて、前記増圧ピ
ストンポンプは複数形成されていてもよい。この場合、
増圧ピストンポンプが複数存在するため、コモンレール
内の圧力は燃料噴射されるごとに下がるものの、分配ロ
ータが１回転する間に複数回コモンレールに高圧燃料を
供給する。このため、コモンレール内の圧力を予め定め
た設定圧に維持しやすい。

【００１１】本発明の燃料ポンプにおいて、前記供給通
路の一端に接続されている高圧側はアキュムレータとし
てもよい。この場合、例えばフィードポンプからアキュ
ムレータに加圧流体を与える構成を採用するとすれば、
フィードポンプのフィードタイミングをどのように設定
してもよいため、設計の自由度が高くなる。これに対し
てアキュムレータを介さず直接フィードポンプから分配
ロータの供給通路に加圧流体を与える構成とした場合に
は、フィードタイミングを供給通路と駆動室とが重なっ
たときに合わせる必要がある。

【００１２】本発明の燃料ポンプにおいて、前記アキュ
ムレータは、フィードポンプの吐出側に接続され、前記
排出通路の一端に接続されている低圧側は、前記フィー
ドポンプの吸入側に接続されていてもよい。この場合、
増圧ピストンポンプを駆動するための作動流体を循環さ
せることができ、構造が簡素化される。

【００１３】本発明の燃料ポンプにおいて、前記アキュ
ムレータは、フィードポンプの吐出側から高圧燃料が供
給され、前記ポンプ室と弁を介して接続されていてもよ
い。この場合、増圧ピストンポンプの作動流体として燃
料を利用するためフィードポンプは１つでよく構成が簡
素となる。これに対して作動流体と燃料を別々にした場
合には作動流体のフィードポンプと燃料のフィードポン
プがそれぞれ必要になる。

【００１４】このとき、前記増圧ピストンポンプが前記
分配ロータの回転軸を中心として複数形成され、前記ア
キュムレータは前記分配ロータの回転軸を中心として環
状に形成されていてもよい。この場合、アキュムレータ
が分配ロータの回転軸を中心として環状に形成されてい
るため、複数の増圧ピストンポンプのポンプ室に燃料を
供給するための流路を確保しやすく、レイアウトがシン
プルになる。

【００１５】また、前記フィードポンプの吸入側と吐出
側とは開閉弁を介して接続され、前記開閉弁は前記コモ
ンレール又は前記アキュムレータの圧力に応じて開閉さ
れるように構成してもよい。この場合、例えば制御装置
がコモンレール又はアキュムレータの圧力センサからそ
の内部圧力を検出し、その値が予め定めた設定圧となる
ように、フィードポンプの吸入側と吐出側とを接続する
開閉弁を開閉制御する。具体的には、設定圧未満ならば
開閉弁を閉じ、設定圧を越えていれば開閉弁を開く。こ
の結果、余分な燃料をほとんどエネルギー損失なくリリ
ーフすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。［第１実施形態］図１は本発明の燃料ポンプを適用した
燃料噴射システムの概略構成図である。本実施形態の燃
料噴射システム１は、主として、燃料ポンプ１０、コモ
ンレール式燃料噴射装置４０、ＥＣＵ４５から構成され
ている。

【００１７】燃料ポンプ１０は、フィードポンプ１１、
アキュムレータ１２、増圧ピストンポンプ１３を備えて
いる。フィードポンプ１１は、周知のベーンポンプやギ
ヤポンプであり、燃料タンク２内の燃料すなわち軽油を
吸入し、２〜１０ＭＰａに加圧して、フィードポンプ１
１からアキュムレータ１２への流れのみを許容する弁
（一方向弁）としての逆止弁１４を介して、この加圧燃
料をアキュムレータ１２へ供給する。アキュムレータ１
２は、アキュムレータ１２から増圧ピストンポンプ１３
への流れのみを許容する弁（一方向弁）としての逆止弁
１５を介して、増圧ピストンポンプ１３に接続されてい
る。増圧ピストンポンプ１３は、アキュムレータ１２か
ら供給された燃料を３０〜１６０ＭＰａに高圧化して、
増圧ピストンポンプ１３からコモンレール式燃料噴射装
置４０のコモンレール（以下リザーバともいう）４１へ
の流れのみを許容する弁（一方向弁）としての逆止弁１
７を介して、高圧燃料をリザーバ４１へ供給する。な
お、フィードポンプ１１の吸入側と吐出側とは、ＥＣＵ
４５により開閉を制御される電磁弁１６を介して接続さ
れている。

【００１８】コモンレール式燃料噴射装置４０は、リザ
ーバ４１と複数のインジェクタ４３、４３、４３、４３
を備えている。リザーバ４１は、燃料ポンプ１０から供
給された高圧燃料を蓄えるものであり、リザーバ４１の
内部圧力を検出する圧力センサ４２を備えている。イン
ジェクタ４３はＥＣＵ４５からの制御信号に基づいて電
磁力によってノズルを開閉する方式のものであり、ディ
ーゼル機関（以下エンジンという）の気筒ごとに設けら
れている。

【００１９】ＥＣＵ４５は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭなどで構成されており、圧力センサ４２からの検出
信号のほかエンジン回転数や負荷などを入力し、電磁弁
１６や各インジェクタ４３へ制御信号を出力する。具体
的には、ＥＣＵ４５は、エンジンの要求する時期に要求
する期間だけ各インジェクタ４３を開弁してリザーバ４
１内の高圧燃料をエンジン各気筒の燃焼室内に噴射供給
する。ところで、増圧ピストンポンプ１３はリザーバ４
１が所定の内部圧力を維持すべく高圧燃料を供給せねば
ならないが、そのために、ＥＣＵ４５は、圧力センサ４
２からの検出信号に基づいて電磁弁１６を開閉すること
により、フィードポンプ１１からの供給燃料のうちの過
剰分をフィードポンプ１１の吸入側に戻している。

【００２０】次に、本発明の燃料ポンプ１０について図
２に基づいて詳細に説明する。図２はコモンレール式燃
料噴射装置用燃料ポンプの概略断面図である。燃料ポン
プ１０は、ハウジング３の中にフィードポンプ１１、ア
キュムレータ１２、増圧ピストンポンプ１３、分配ロー
タ３０などを収納して構成されている。

【００２１】フィードポンプ１１は、図示しないフィー
ドポンプロータがドライブシャフト４に設けられてい
る。ドライブシャフト４は、ハウジング３内に設けら
れ、図示しないエンジンの回転に伴って回転する。従っ
て、フィードポンプ１１は、エンジンの回転に伴って駆
動され、燃料タンク２の燃料を燃料ポンプ１０の入口１
０ａから吸入口１１ａを経由して吸入し、２〜１０ＭＰ
ａに加圧した燃料を吐出口１１ｂからアキュムレータ１
２へ供給する。なお、吐出口１１ｂとアキュムレータ１
２の間には、前述の逆止弁１４が配置されている。

【００２２】アキュムレータ１２は、ドライブシャフト
４の回転軸（＝分配ロータ３０の回転軸）を中心とする
環状すなわちドーナツ状の容積として形成されている。
アキュムレータ１２は分配ロータ３０の周りに設けられ
た環状溝１８に連通されている。また、アキュムレータ
１２と後述の増圧ピストンポンプ１３のポンプ室２７と
は、前述の逆止弁１５を介して連通されている。

【００２３】増圧ピストンポンプ１３は、増圧ピストン
としてのステップピストン２１と、このステップピスト
ン２１を摺動可能に収納するシリンダ２４とを備えてい
る。ステップピストン２１は大面積ピストンとしての大
径ピストン２２と小面積ピストンとしての小径ピストン
２３から構成され、大径ピストン２２はシリンダ２４の
うち大径シリンダ２５内に摺動可能に収納され、小径ピ
ストン２３は小径シリンダ２６内に摺動可能に収納され
ている。

【００２４】小径シリンダ２６の内部のうち小径ピスト
ン２３の上端面によって仕切られた空間は、前述の逆止
弁１７を介してリザーバ４１に接続されており、燃料ポ
ンプ１０の出口１０ｂからリザーバ４１に高圧燃料を供
給するためのポンプ室２７を形成している。一方、大径
シリンダ２５の内部のうち大径ピストン２２の下端面に
よって仕切られた空間は、駆動室２８を形成している。
また、大径シリンダ２５の内部のうち大径ピストン２２
の上端面（ステップピストン２１の肩の部分）によって
仕切られた空間は、スプリング室２９を形成している。
このスプリング室２９には、ポンプ室２７が広くなる方
向にステップピストン２１を付勢する付勢体としてのス
プリング２０が配置されている。また、スプリング室２
９は燃料ポンプ１０の入口１０ａつまり低圧燃料の側に
接続されている。

【００２５】分配ロータ３０はドライブシャフト４の延
長上に形成されており、供給通路３１と排出通路３２を
有する。分配ロータ３０の端面とハウジング３との間に
は入口１０ａに連通する隙間が設けられている。供給通
路３１は、分配ロータ３０の周面に入口ポート３１ａと
供給ポート３１ｂの２個の開口を有する。このうち入口
ポート３１ａは、分配ロータ３０の周りに設けられた環
状溝１８を介してアキュムレータ１２と常に連通してい
る。つまり、供給通路３１の一端である入口ポート３１
ａは、高圧燃料の側に接続されている。一方、供給ポー
ト３１ｂは、開口形状が円周方向に長く延びる長円状で
あり、分配ロータ３０が特定の位相のときのみ駆動室２
８の開口２８ａと重なって駆動室２８とアキュムレータ
１２とを供給通路３１を介して連通させる。

【００２６】排出通路３２は、分配ロータ３０の周面に
排出ポート３２ａ、分配ロータ３０の端面に出口ポート
３２ｂの２個の開口を有する。このうち出口ポート３２
ｂは、分配ロータ３０の端面とハウジング３との間の隙
間を介して燃料ポンプ１０の入口１０ａに接続されてい
る。つまり、排出通路３２の一端である出口ポート３２
ｂは、低圧燃料の側に接続されている。一方、排出ポー
ト３２ａは、開口形状が円周方向に長く延びる長円状で
あり、分配ロータ３０が特定の位相のときのみ駆動室２
８の開口２８ａと重なって駆動室２８と燃料ポンプ１０
の入口１０ａとを連通させる。

【００２７】なお、増圧ピストンポンプ１３は、本実施
形態のように複数個（２個）設けることが好ましい。こ
こでは、図２に示すように、２個の増圧ピストンポンプ
１３、１３’は分配ロータ３０の回転軸を中心とした直
径方向に配列されている。そして、分配ロータ３０の供
給通路３１の供給ポート３１ｂが一方の増圧ピストンポ
ンプ１３の駆動室２８の開口２８ａと重なったとき、分
配ロータ３０の排出通路３２の排出ポート３２ａは他方
の増圧ピストンポンプ１３’の駆動室２８’の開口２８
ａ’と重なるように構成されている。

【００２８】次に、本実施形態の燃料ポンプ１０の作用
につき、図２及び図３に基づいて説明する。図３は分配
ロータの位相に対する各部の物理量の変化を表すチャー
ト図である。なお、ここでは燃料ポンプ１０の２つの増
圧ピストンポンプ１３、１３’のうち、一方の増圧ピス
トンポンプ１３を中心に説明する。

【００２９】エンジンの回転に伴いドライブシャフト４
が回転すると、これに伴ってフィードポンプ１１が駆動
され、燃料タンク２内の燃料を燃料ポンプ１０の入口１
０ａから吸入口１１ａ経由で吸入し、２〜１０ＭＰａに
加圧した燃料を吐出口１１ｂからアキュムレータ１２へ
供給する。すると、アキュムレータ１２にはこのように
加圧された燃料が蓄えられる。また、分配ロータ３０の
供給通路３１の入口ポート３１ａは環状溝１８を介して
常にアキュムレータ１２と連通している。このため、供
給通路３１内はこの加圧された燃料で充填されている。

【００３０】一方、ドライブシャフト４が回転して分配
ロータ３０の供給通路３１の供給ポート３１ｂと駆動室
２８の開口２８ａとが重なると（図３（ａ）の矢印ア参
照）、駆動室２８にはアキュムレータ１２内の加圧燃料
が導入されるため、駆動室２８内の圧力は上昇していく
（図３（ｃ）参照）。なお、駆動室２８内の圧力は最大
でアキュムレータ１２内の圧力と同じになり暫く保持さ
れるが、これは供給ポート３１ｂの開口形状が長円状だ
からである。

【００３１】駆動室２８内の圧力が上昇していき、駆動
室２８内の圧力が大径ピストン２２に及ぼす作用力Ｆ１
が、スプリング２０の付勢力ＦＳとポンプ室２７内の圧
力（＝アキュムレータ１２の圧力）が小径ピストン２３
に及ぼす作用力Ｆ２との和に打ち勝ったとき、つまり、
Ｆ１＞ＦＳ＋Ｆ２になったとき、ステップピストン２１
はポンプ室２７を狭くする方向に移動し始める（図３
（ｄ）の矢印イ参照）。この結果、ポンプ室２７内の燃
料は高圧化される（図３（ｅ）参照）。ポンプ室２７の
圧力は最大でおよそアキュムレータ１２内の圧力の１６
倍（大径ピストン２２と小径ピストン２３の面積比）に
達する。そして、ポンプ室２７内の圧力がコモンレール
式燃料噴射装置４０のリザーバ４１内の圧力を越えたと
き、逆止弁１７が開いてポンプ室２７内から出口１０ｂ
を経てリザーバ４１に対して高圧燃料が吐出される（吐
出行程、図３（ｆ）参照）。この結果、リザーバ４１内
の圧力は上昇し、設定圧Ｐａに達する（図３（ｇ）参
照）。

【００３２】リザーバ４１内の圧力は、その後インジェ
クタ４３から燃料が噴射されるごとに、図３（ｇ）に示
すように圧力Ｐｂ、更には圧力Ｐｃへ低下し、その後も
う一つの増圧ピストンポンプ１３’から高圧燃料が圧送
されることにより（図３（ｆ）のかっこ内のピーク）、
再び設定圧Ｐａまで戻る。なお、ＥＣＵ４５は圧力セン
サ４２からリザーバ４１内の圧力つまり噴射圧を検出
し、それに合わせて一定の噴射量となるようにインジェ
クタ４３の電磁弁を制御するため、リザーバ４１内の圧
力が設定圧ＰａからＰｂ、Ｐｃに下がっても、噴射量は
一定に保たれる。

【００３３】ドライブシャフト４が回転して分配ロータ
３０の排出通路３２の排出ポート３２ａと駆動室２８の
開口２８ａとが重なると（図３（ｂ）の矢印ウ参照）、
駆動室２８は入口１０ａつまり低圧燃料の側に連通され
る。このため、駆動室２８内の圧力は低下していくが
（図３（ｃ）参照）、Ｆ１＜ＦＳ＋Ｆ２になったとき、
ステップピストン２１はポンプ室２７を広くする方向に
移動する（図３（ｄ）の矢印エ参照）。この結果、逆止
弁１７は閉じ、逆止弁１５が開いてポンプ室２７内にア
キュムレータ１２の燃料が流入する（吸入行程）。

【００３４】なお、この増圧ピストンポンプ１３の駆動
室２８には、分配ロータ３０が１８０°回転するごと
に、供給通路３１の供給ポート３１ｂと排出通路３２の
排出ポート３２ａが交互に連通する。以上詳述した本実
施形態の燃料ポンプ１０によれば、以下の効果が得られ
る。

【００３５】増圧ピストンであるステップピストン２
１は従来のようにカムで駆動されるのではなく油圧によ
って駆動されるため、従来のようにピストンとカムとの
接触面における焼き付けを考慮する必要がなく、カムで
は達成できなかった高圧を達成できる。また、分配ロー
タ３０を利用して増圧ピストンポンプ１３の駆動室２８
の圧力を調整するため、電磁弁などにより駆動室の圧力
を調整する場合に比べて、簡素な構造になり、また信頼
性が高く、多気筒化（複数ポンプ化）にも有利である。

【００３６】ステップピストン２１は、一対の大径ピ
ストン２２と小径ピストン２３から構成され、ポンプ室
２７は小径ピストン２３側、駆動室２８は大径ピストン
２２側に形成されている。このため、ポンプ室２７内の
燃料の圧力は、小径ピストン２３の面積に対する大径ピ
ストン２２の面積の比（＞１）に応じた大きさとなり、
駆動室２８内の圧力よりも十分大きくすることができ
る。このため、例えば１００ＭＰａを越えるような高圧
燃料をリザーバ４１に供給することが可能になる。

【００３７】リザーバ４１内の圧力は各インジェクタ
４３から燃料噴射されるごとに下がるものの、複数（こ
こでは２個）の増圧ピストンポンプ１３、１３’が形成
されているため、分配ロータ３０が１回転する間に複数
回リザーバ４１に高圧燃料が供給される。このため、リ
ザーバ４１内の圧力を予め定めた設定圧に維持しやす
い。なお、増圧ピストンポンプを複数個設ける場合には
分配ロータ３０の回転軸を中心として放射状に（半径方
向に）設けることが製造を容易にするため好ましい。

【００３８】供給通路３１の入口ポート３１ａはアキ
ュムレータ１２に接続されているため、フィードポンプ
１１のフィードタイミングを供給通路３１の供給ポート
３１ｂと駆動室２８の開口２８ａとが重なったときに合
わせる必要がなく、フィードタイミングをどのように設
定してもよい。このため、フィードポンプ１１として周
知のベーンポンプやギヤポンプを使用でき、設計の自由
度が高くなる。

【００３９】アキュムレータ１２はフィードポンプ１
１の吐出側に接続され、排出通路３２の出口ポート３２
ｂはフィードポンプ１１の吸入側に接続されているた
め、増圧ピストンポンプ１３を駆動するための燃料を循
環させることができ、構造が簡素化される。

【００４０】アキュムレータ１２はフィードポンプ１
１の吐出側から高圧燃料（２〜１０Ｐａ）が供給され、
ポンプ室２７は逆止弁１５を介してアキュムレータ１２
に接続されているため、増圧ピストンポンプ１３の作動
流体として燃料を利用でき、作動流体と燃料を別々にし
た場合に比べて構成が簡素化される。

【００４１】アキュムレータ１２は分配ロータ３０の
回転軸を中心として環状の容積として形成されているた
め、複数の増圧ピストンポンプ１３のポンプ室２７に燃
料を供給するための流路を確保しやすく、レイアウトが
シンプルになる。フィードポンプ１１の吸入側と吐出側とは電磁弁１６
を介して接続し、ＥＣＵ４５は圧力センサ４２からリザ
ーバ４１の内部圧力を検出し、その値が予め定めた設定
圧となるように電磁弁１６の開閉を制御するため、余分
な燃料をほとんどエネルギー損失なくリリーフすること
ができる。

【００４２】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では、ＥＣＵ４５はリザーバ
４１の圧力に応じて電磁弁１６の開閉を制御したが、ア
キュムレータ１２に圧力センサを設け、アキュムレータ
１２の圧力が設定圧Ｐａとなるように電磁弁１６の開閉
を制御してもよい。ただし、リザーバ４１の圧力に基づ
いて制御する方が直接的であるため好ましい。

【００４３】また、駆動室２８の開口２８ａ、供給通路
３１の供給ポート３１ｂ、排出通路３２の排出ポート３
２ａの形状は、円形であってもよいが、上記実施形態の
ように円周方向に長い長円状や楕円状であってもよい。
後者の場合、開口２８ａと供給ポート３１ｂ（あるいは
排出ポート３２ａ）とが重なり合う時間を長くすること
ができるし、高い設計精度が要求されないので好まし
い。

【００４４】更に、ステップピストン２１は大径ピスト
ン２２と小径ピストン２３とが分離していてもよい。こ
の場合、駆動室２８が供給通路３１を介してアキュムレ
ータ１２に接続されたときには、大径ピストン２２は小
径ピストン２３を押し上げるため、両ピストン２２、２
３は一体化される。また、駆動室２８が排出通路３２を
介して入口１０ａに接続されたときには、逆止弁１５が
開いてアキュムレータ１２からポンプ室２７へ加圧燃料
が流入し、小径ピストン２３が大径ピストン２２を押し
下げるため、両ピストン２２、２３は一体化される。こ
のように両ピストン２２、２３を分離して構成した場合
には、ステップピストン２１の製造が容易になる。

【００４５】更にまた、増圧ピストンポンプ１３の数を
増やしてインジェクタ４３が噴射するごとに毎回リザー
バ４１の内部圧力が設定圧Ｐａに戻るように構成しても
よい。例えばエンジンが４気筒なら４つの増圧ピストン
ポンプ１３を設ければよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の燃料ポンプを適用した燃料噴射
システムの概略構成図である。

【図２】本実施形態の燃料ポンプの概略断面図であ
る。

【図３】分配ロータの位相に対する各部の物理量の変
化を表すチャート図である。

【図４】従来のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポ
ンプの概略断面図である。

【符号の説明】

１・・・燃料噴射システム、２・・・燃料タンク、４・
・・ドライブシャフト、１０・・・燃料ポンプ、１０ａ
・・・燃料ポンプの入口、１０ｂ・・・燃料ポンプの出
口、１１・・・フィードポンプ、１２・・・アキュムレ
ータ、１３・・・増圧ピストンポンプ、２０・・・スプ
リング、２１・・・ステップピストン、２２・・・大径
ピストン、２３・・・小径ピストン、２４・・・シリン
ダ、２５・・・大径シリンダ、２６・・・小径シリン
ダ、２７・・・ポンプ室、２８・・・駆動室、２８ａ・
・・駆動室の開口、２９・・・スプリング室、３０・・
・分配ロータ、３１・・・供給通路、３１ａ・・・入口
ポート、３１ｂ・・・供給ポート、３２・・・排出通
路、３２ａ・・・排出ポート、３２ｂ・・・出口ポー
ト、４０・・・コモンレール式燃料噴射装置、４１・・
・リザーバ、４２・・・圧力センサ、４３・・・インジ
ェクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コモンレール内の高圧燃料をエンジンの
各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール式燃料噴射装
置に用いられる燃料ポンプにおいて、増圧ピストンポンプと、分配ロータとを備え、前記増圧ピストンポンプは、増圧ピストンと、前記増圧ピストンを摺動可能に収納したシリンダと、前記増圧ピストンによって仕切られた前記シリンダの内
部のうち、燃料の吸入が可能な状態で燃料タンクに接続
されると共に前記コモンレールに高圧燃料を供給可能な
状態で該コモンレールに接続されたポンプ室と、前記増圧ピストンによって仕切られた前記シリンダの内
部のうち前記ポンプ室と反対側の駆動室とを有し、前記分配ロータは、一端が高圧側に接続された供給通路と、一端が低圧側に接続された排出通路とを有し、前記分配ロータが軸回転するのにしたがって前記供給通
路の他端及び前記排出通路の他端が交互に前記駆動室に
連通し、前記供給通路の他端が前記駆動室に連通したと
きには、前記増圧ピストンは前記ポンプ室が狭くなる方
向に移動し、前記ポンプ室内の燃料は高圧化されて前記
コモンレールに供給され、一方、前記排出通路の他端が
前記駆動室に連通したときには、前記増圧ピストンは前
記ポンプ室が広がる方向に移動し、前記ポンプ室内に前
記燃料タンクから燃料が吸入されるコモンレール式燃料
噴射装置用燃料ポンプ。
【請求項２】前記増圧ピストンは、一対の大面積ピス
トンと小面積ピストンから構成され、前記シリンダの内
部のうち前記ポンプ室は前記小面積ピストン側に形成さ
れ、前記駆動室は前記大面積ピストン側に形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のコモンレール式燃料
噴射装置用燃料ポンプ。
【請求項３】前記増圧ピストンポンプは複数形成され
ていることを特徴とする請求項１又は２記載のコモンレ
ール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
【請求項４】前記供給通路の一端に接続されている高
圧側はアキュムレータであることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射装置用
燃料ポンプ。
【請求項５】前記アキュムレータは、フィードポンプ
の吐出側に接続され、前記排出通路の一端に接続されて
いる低圧側は、前記フィードポンプの吸入側に接続され
ていることを特徴とする請求項４記載のコモンレール式
燃料噴射装置用燃料ポンプ。
【請求項６】前記アキュムレータは、フィードポンプ
の吐出側から高圧燃料が供給され、前記ポンプ室と弁を
介して接続されていることを特徴とする請求項４又は５
記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
【請求項７】前記増圧ピストンポンプは前記分配ロー
タの回転軸を中心として複数形成され、前記アキュムレ
ータは前記分配ロータの回転軸を中心として環状に形成
されていることを特徴とする請求項６記載のコモンレー
ル式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
【請求項８】前記フィードポンプの吸入側と吐出側と
は開閉弁を介して接続され、前記開閉弁は前記コモンレ
ール又は前記アキュムレータの圧力に応じて開閉される
ことを特徴とする請求項６又は７記載のコモンレール式
燃料噴射装置用燃料ポンプ。