JP2004285967A - 燃料供給システム及び高圧燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高圧ポンプの低圧通路に設けられた、薄膜式の弾性膜を有するダンパ装置の信頼性を高める。
【解決手段】ダンパ装置は上下一対のハウジングを備え、当該一対のハウジングの間にダイアフラムのような薄膜式の弾性膜が挾持されている。流体通路の流体圧変位によってこの弾性膜が変位し、流体の脈動を緩和する。ダンパ装置のハウジングにはこの弾性膜の変位を規制するストッパ部が設けられている。当該ストッパ部と弾性膜との間にゴムのような弾性体を設けて弾性膜の破損を防止する。
【選択図】 図４
【解決手段】ダンパ装置は上下一対のハウジングを備え、当該一対のハウジングの間にダイアフラムのような薄膜式の弾性膜が挾持されている。流体通路の流体圧変位によってこの弾性膜が変位し、流体の脈動を緩和する。ダンパ装置のハウジングにはこの弾性膜の変位を規制するストッパ部が設けられている。当該ストッパ部と弾性膜との間にゴムのような弾性体を設けて弾性膜の破損を防止する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００２−３０３２２６号公報等で知られる従来の高圧燃料供給装置においては、燃料吸入通路に発生する燃料圧力脈動を低減する機構として、燃料吸入通路の壁面の一部を成し燃料吸入通路内の燃料圧力に応じて運動可能な薄膜を設けていた。しかし薄膜は動作範囲に制限を設けなければ破損してしまうために、薄膜の動作範囲を制限するストッパ，薄膜と共に運動するアマーチュアを設け、ストッパとアマーチュアを衝突させることで薄膜の動作範囲を制限していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３０３２２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、今回発明者らは、上記従来例は次の問題点を有する事を見出した。それは、ストッパとアマーチュアを衝突させることで薄膜の動作範囲を制限し、薄膜の破損を防いでいるが、使用燃料圧力が制限範囲を超えると、ストッパとアマーチュアが常に衝突を起こしながら、薄膜およびアマーチュアが運動するために、ストッパおよびアマーチュアの摩耗を促進してしまう。そこで、燃料圧力脈動により薄膜が運動をしてもストッパとアマーチュアが衝突を起こさない燃料圧力に、使用燃料圧力が限定されていた。このために、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力にできず低圧ポンプの負荷低減がでない問題があった。
【０００５】
また、使用燃料圧力が上記制限範囲を超えると、アマーチュアがストッパと衝突した際のアマーチュアのストッパからの跳ね返りにより、十分に燃料圧力脈動を低減できず、燃料配管にかかる負担が大きく耐久上の問題や騒音の問題があった。さらには、安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができず、燃料加圧室内の脈動が低減できないのでキャビテーションの発生による壊食という問題があった。
【０００６】
また、使用燃料圧力が上記制限範囲を超えると、アマーチュアとストッパの衝突による騒音の問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とし低圧ポンプの負荷低減にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、往復駆動装置により往復動されるプランジャ，燃料吸入通路と吐出通路とに連通し、プランジャの一部が壁面の一部を構成する燃料加圧室，燃料吸入通路の壁面の一部を成し燃料吸入通路内の燃料圧力に応じて運動可能な薄膜と、前記薄膜の動作範囲を制限するストッパ、前記薄膜と共に運動するアマーチュアを設け、ストッパとアマーチュアを衝突させることで薄膜の動作範囲を制限する高圧燃料供給装置において、ストッパとアマーチュアとの間に、衝撃を緩和する弾性体を設ける。
【０００９】
これにより、アマーチュアとストッパは弾性体を介して衝突するので、衝突部の摩耗を減少できることから、使用燃料圧力範囲を広く取ることができ、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とし、低圧ポンプの負荷低減ができる。
【００１０】
また、アマーチュアがストッパと衝突した際のアマーチュアのストッパからの跳ね返りを減少できるので、十分に燃料圧力脈動をなくすことができ、燃料配管にかかる負担を小さくできる。これにより燃料配管の耐久性を向上させ、騒音の低減もできる。さらには、安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができ、燃料加圧室内の燃料圧力脈動を低減できキャビテーションの発生による壊食を防ぐことができる。
【００１１】
また、アマーチュアとストッパの衝突による騒音を低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による実施例について、以下図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１，図２により、実施態様のひとつである高圧燃料ポンプの基本構成・動作を説明する。図１は、ポンプ全体の垂直断面図、図２は燃料噴射システム構成図を示す。
【００１４】
ポンプ本体１には、燃料吸入通路１０，吐出通路１１，加圧室１２が形成されている。吸入通路１０及び吐出通路１１には、吸入弁５，吐出弁６が設けられており、それぞればね５ａ，６ａ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。加圧室１２は、加圧部材であるプランジャ２が摺動するポンプ室１２ａ，吸入弁５に連通する吸入孔５ｂ，吐出弁６に連通する吐出孔
６ｂにて形成されている。
【００１５】
また、吸入室１０ａには、ソレノイド２００がポンプ本体１に保持されており、ソレノイド２００には、係合部材２０１，ばね２０２が配されている。係合部材２０１は、ソレノイド２００がＯＦＦ時は、ばね２０２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
５ａの付勢力より大きくなっているため、ソレノイド２００がＯＦＦ時は、図１のように、吸入弁５は開弁状態となっている。燃料は、タンク５０から低圧ポンプ５１にてポンプ本体１の燃料導入口に導かれている。その後、ポンプ本体１にて加圧され、燃料吐出口からコモンレール５３に圧送される。コモンレール５３には、インジェクタ５４，リリーフ弁５５，圧力センサ５６が装着されている。インジェクタ５４は、エンジンの気筒数にあわせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０の信号にて噴射する。また、リリーフ弁５５は、コモンレール５３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。
【００１６】
以上構成により、動作を以下説明する。
【００１７】
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１００に圧接されている。プランジャ２は、シリンダ２０に摺動可能に保持されており、エンジンカムシャフト等により回転されるカム１００により、往復運動して加圧室１２内の容積変化させる。
【００１８】
また、シリンダ２０の図中下端には、燃料がカム１００側に流出することを防止するプランジャシール３０が設けられている。
【００１９】
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１２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５３に圧送する。
【００２０】
吸入弁５は、加圧室１２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２００の動作により決定される。
【００２１】
ソレノイド２００がＯＮ（通電）状態を保持した際は、ばね２０２の付勢力以上の電磁力を発生させ、係合部材２０１をソレノイド２００側に引き寄せるため、係合部材２０１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１２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５３へ圧送される。
【００２２】
これに対し、ソレノイド２００がＯＦＦ（無通電）を保持した際は、ばね２０２の付勢力により、係合部材２０１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１２の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保つため、吐出弁６を開弁することができず、加圧室１２の容積減少分の燃料は、吸入弁５を通り燃料導入口側へ戻される。
【００２３】
また、圧縮工程の途中で、ソレノイド２００をＯＮ状態とすれば、このときから、コモンレール５３へ燃料圧送される。また、一度圧送が始まれば、加圧室
１２内の圧力は上昇するため、その後、ソレノイド２００をＯＦＦ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。
【００２４】
プランジャ２が往復運動するために、燃料吸入通路内には圧力脈動が発生する。この圧力脈動を許容範囲内に抑える為に、燃料圧力脈動を低減するダンピング機構としてのゴム薄膜ダンパ８０を燃料吸入通路の途中に設ける。
【００２５】
つぎに図３により、本発明が実施されるダンピング機構の基本構成について説明する。図３は本発明が実施される燃料圧力脈動を低減するダンピング機構の基本構成を示す拡大図である。
【００２６】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。ゴム薄膜８１はアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけられる。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。
【００２７】
燃料圧力が加わると、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２はばね８５を縮める方向に力を受ける。燃料圧力が０．３５〜０．４５ＭＰａで安定している時は、その力がばね８５力より大きく、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は、ストッパ８３から浮いた通常使用域で上下に運動し、ストッパ８４に衝突することなく燃料圧力脈動を低減する。
【００２８】
また、ゴム薄膜８１の耐久性からゴム薄膜の作動範囲を制限する必要がある。ゴム薄膜の作動範囲はストッパ８３にアマーチュア８２を衝突させることで制限を加える。燃料圧力が０．３５ＭＰａ 以下では、アマーチュア８２がストッパ
８３に衝突を繰り返しながらゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は上下に運動し燃料圧力脈動を低減する。しかし、この場合はストッパおよびアマーチュアの摩耗を促進してしまうので、この領域では使用できない。また、ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００２９】
したがって、使用できる燃料圧力範囲が狭く、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷状態に応じて可変燃料圧力にすることができず、低圧ポンプの負荷低減ができなかった。
【００３０】
つぎに、図４を用いて本発明による実施例を説明する。
【００３１】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。ゴム薄膜８１はアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけられる。ストッパ８３のアマーチュアとの衝突部分に、衝撃を吸収する為のゴム８４ａを設ける。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。
【００３２】
燃料圧力が加わると、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２はばね８５を縮める方向に力を受ける。燃料圧力が０．３５〜０．４５ＭＰａで安定している時は、その力がばね８５力より大きく、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は、ストッパ８３から浮いた領域で上下に運動し、ストッパ８４に衝突することなく燃料圧力脈動を低減する。
【００３３】
また、ゴム薄膜８１の耐久性からゴム薄膜の作動範囲を制限する必要がある。ゴム薄膜の作動範囲はストッパ８３にゴム８４ａを介してアマーチュア８２を衝突させることで制限を加える。燃料圧力が０．３５ＭＰａ 以下では、アマーチュア８２がゴム８４ａを介してストッパ８３へ衝突を繰り返しながら、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は上下に運動し燃料圧力脈動を低減する。アマーチュア８２はゴム８４を介してストッパ８３に衝突するため、衝突に際して発生する衝撃をゴム８４ａが吸収し、アマーチュア８２およびストッパ８３の摩耗が抑えられる。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００３４】
これにより、広い範囲の燃料圧力に対して圧力脈動を低減できるので、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とし、低圧ポンプの負荷低減ができる。
【００３５】
また、アマーチュア８２がストッパ８３に衝突する際に発生するアマーチュア８２のストッパ８３からの跳ね返りを抑制できる。
【００３６】
これにより、より効果的に燃料圧力脈動を低減でき、燃料配管にかかる負担を小さくできるので騒音を小さくできる。
【００３７】
さらには安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができるので、加圧室内の燃料圧力脈動が低減できキャビテーション発生による壊食を防ぐことができる。
【００３８】
また、図５のようにアマーチュア８２をばね８５によりゴム薄膜８１に押さえつけて固定し、ゴム薄膜８１のばね８５と反対側にストッパ８３を設ける。ストッパのアマーチュア８２との接触部に、ゴム８４ａを設けても同じ効果が得られる。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００３９】
また、図６のように、ゴム薄膜８１をアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけ、ストッパ８３のアマーチュアとの接触部にストッパばね８４ｂを設ければなお良い。なお、アマーチュア８２とストッパばね
８９とは別体である。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００４０】
（実施例２）
次に、図７により別の実施例について説明する。
【００４１】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。ゴム薄膜８１はアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけられる。アマーチュア８２のストッパ８３との衝突部分に、衝撃を吸収する為のゴム８４ｃを設ける。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００４２】
これにより、同じ効果が得られる。
【００４３】
（実施例３）
つぎに図８，図９により別の実施例について説明する。
【００４４】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。図８では、ゴム薄膜８１にはアマーチュア８２が装着されている。ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２の両側にゴム薄膜の作動範囲を制限する為のストッパ８３ａ，８３ｂが設けられている。ストッパ８３ａのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてストッパばね８４ｂを設け、ストッパ８３ｂのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてストッパばね８４ｄを設けている。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。
【００４５】
燃料通路に燃料圧力が加わると、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は、ストッパばね８４ｂを介してストッパ８３ａに衝突し、ストッパばね８４ｄを介してストッパ８３ｂに衝突しながら上下に運動し、燃料圧力脈動を低減する。衝突に際して発生する衝撃をばね８４ｂおよびばね８４ｄが吸収し、アマーチュア
８２およびストッパ８３ａおよびストッパ８３ｂの摩耗が抑えられる。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００４６】
これにより、さらに広い範囲の燃料圧力に対して圧力脈動を低減できるので、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じてさらに広い燃料圧力範囲で変化させる可変燃料圧力とし、さらなる低圧ポンプの負荷低減ができる。
【００４７】
また、アマーチュア８２がストッパ８３ａおよび８３ｂに衝突する際に発生するアマーチュア８２のストッパ８３ａおよび８３ｂからの跳ね返りを抑制できる。
【００４８】
これにより、さらに効果的に燃料圧力脈動を低減でき、燃料配管にかかる負担を小さくできるので騒音を小さくできる。
【００４９】
またさらに安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができるので、加圧室内の燃料圧力脈動を低減できキャビテーション発生による壊食を防ぐことができる。
【００５０】
図９では、ストッパ８３ａのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてゴム８４ａを設け、ストッパ８３ｂのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてストッパばね８４ｄを設けている。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００５１】
これにより、同じ効果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施態様の垂直断面図である。
【図２】燃料噴射システムの構成を示す図である。
【図３】本発明が実施されるダンピング機構成の基本構成を示す拡大図。
【図４】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図５】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図６】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図７】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図８】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図９】一実施態様の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１…ポンプ本体、２…プランジャ、１０…吸入通路、８０…ゴム薄膜ダンパ、８３…ストッパ、８５…ばね、８６…ダンパケース、８８…Ｏリング。
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料噴射弁に高圧燃料を供給する高圧燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００２−３０３２２６号公報等で知られる従来の高圧燃料供給装置においては、燃料吸入通路に発生する燃料圧力脈動を低減する機構として、燃料吸入通路の壁面の一部を成し燃料吸入通路内の燃料圧力に応じて運動可能な薄膜を設けていた。しかし薄膜は動作範囲に制限を設けなければ破損してしまうために、薄膜の動作範囲を制限するストッパ，薄膜と共に運動するアマーチュアを設け、ストッパとアマーチュアを衝突させることで薄膜の動作範囲を制限していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３０３２２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、今回発明者らは、上記従来例は次の問題点を有する事を見出した。それは、ストッパとアマーチュアを衝突させることで薄膜の動作範囲を制限し、薄膜の破損を防いでいるが、使用燃料圧力が制限範囲を超えると、ストッパとアマーチュアが常に衝突を起こしながら、薄膜およびアマーチュアが運動するために、ストッパおよびアマーチュアの摩耗を促進してしまう。そこで、燃料圧力脈動により薄膜が運動をしてもストッパとアマーチュアが衝突を起こさない燃料圧力に、使用燃料圧力が限定されていた。このために、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力にできず低圧ポンプの負荷低減がでない問題があった。
【０００５】
また、使用燃料圧力が上記制限範囲を超えると、アマーチュアがストッパと衝突した際のアマーチュアのストッパからの跳ね返りにより、十分に燃料圧力脈動を低減できず、燃料配管にかかる負担が大きく耐久上の問題や騒音の問題があった。さらには、安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができず、燃料加圧室内の脈動が低減できないのでキャビテーションの発生による壊食という問題があった。
【０００６】
また、使用燃料圧力が上記制限範囲を超えると、アマーチュアとストッパの衝突による騒音の問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とし低圧ポンプの負荷低減にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、往復駆動装置により往復動されるプランジャ，燃料吸入通路と吐出通路とに連通し、プランジャの一部が壁面の一部を構成する燃料加圧室，燃料吸入通路の壁面の一部を成し燃料吸入通路内の燃料圧力に応じて運動可能な薄膜と、前記薄膜の動作範囲を制限するストッパ、前記薄膜と共に運動するアマーチュアを設け、ストッパとアマーチュアを衝突させることで薄膜の動作範囲を制限する高圧燃料供給装置において、ストッパとアマーチュアとの間に、衝撃を緩和する弾性体を設ける。
【０００９】
これにより、アマーチュアとストッパは弾性体を介して衝突するので、衝突部の摩耗を減少できることから、使用燃料圧力範囲を広く取ることができ、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とし、低圧ポンプの負荷低減ができる。
【００１０】
また、アマーチュアがストッパと衝突した際のアマーチュアのストッパからの跳ね返りを減少できるので、十分に燃料圧力脈動をなくすことができ、燃料配管にかかる負担を小さくできる。これにより燃料配管の耐久性を向上させ、騒音の低減もできる。さらには、安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができ、燃料加圧室内の燃料圧力脈動を低減できキャビテーションの発生による壊食を防ぐことができる。
【００１１】
また、アマーチュアとストッパの衝突による騒音を低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による実施例について、以下図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１，図２により、実施態様のひとつである高圧燃料ポンプの基本構成・動作を説明する。図１は、ポンプ全体の垂直断面図、図２は燃料噴射システム構成図を示す。
【００１４】
ポンプ本体１には、燃料吸入通路１０，吐出通路１１，加圧室１２が形成されている。吸入通路１０及び吐出通路１１には、吸入弁５，吐出弁６が設けられており、それぞればね５ａ，６ａ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。加圧室１２は、加圧部材であるプランジャ２が摺動するポンプ室１２ａ，吸入弁５に連通する吸入孔５ｂ，吐出弁６に連通する吐出孔
６ｂにて形成されている。
【００１５】
また、吸入室１０ａには、ソレノイド２００がポンプ本体１に保持されており、ソレノイド２００には、係合部材２０１，ばね２０２が配されている。係合部材２０１は、ソレノイド２００がＯＦＦ時は、ばね２０２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
５ａの付勢力より大きくなっているため、ソレノイド２００がＯＦＦ時は、図１のように、吸入弁５は開弁状態となっている。燃料は、タンク５０から低圧ポンプ５１にてポンプ本体１の燃料導入口に導かれている。その後、ポンプ本体１にて加圧され、燃料吐出口からコモンレール５３に圧送される。コモンレール５３には、インジェクタ５４，リリーフ弁５５，圧力センサ５６が装着されている。インジェクタ５４は、エンジンの気筒数にあわせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０の信号にて噴射する。また、リリーフ弁５５は、コモンレール５３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。
【００１６】
以上構成により、動作を以下説明する。
【００１７】
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１００に圧接されている。プランジャ２は、シリンダ２０に摺動可能に保持されており、エンジンカムシャフト等により回転されるカム１００により、往復運動して加圧室１２内の容積変化させる。
【００１８】
また、シリンダ２０の図中下端には、燃料がカム１００側に流出することを防止するプランジャシール３０が設けられている。
【００１９】
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１２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５３に圧送する。
【００２０】
吸入弁５は、加圧室１２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２００の動作により決定される。
【００２１】
ソレノイド２００がＯＮ（通電）状態を保持した際は、ばね２０２の付勢力以上の電磁力を発生させ、係合部材２０１をソレノイド２００側に引き寄せるため、係合部材２０１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１２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５３へ圧送される。
【００２２】
これに対し、ソレノイド２００がＯＦＦ（無通電）を保持した際は、ばね２０２の付勢力により、係合部材２０１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１２の圧力は燃料導入口部とほぼ同等の低圧状態を保つため、吐出弁６を開弁することができず、加圧室１２の容積減少分の燃料は、吸入弁５を通り燃料導入口側へ戻される。
【００２３】
また、圧縮工程の途中で、ソレノイド２００をＯＮ状態とすれば、このときから、コモンレール５３へ燃料圧送される。また、一度圧送が始まれば、加圧室
１２内の圧力は上昇するため、その後、ソレノイド２００をＯＦＦ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。
【００２４】
プランジャ２が往復運動するために、燃料吸入通路内には圧力脈動が発生する。この圧力脈動を許容範囲内に抑える為に、燃料圧力脈動を低減するダンピング機構としてのゴム薄膜ダンパ８０を燃料吸入通路の途中に設ける。
【００２５】
つぎに図３により、本発明が実施されるダンピング機構の基本構成について説明する。図３は本発明が実施される燃料圧力脈動を低減するダンピング機構の基本構成を示す拡大図である。
【００２６】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。ゴム薄膜８１はアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけられる。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。
【００２７】
燃料圧力が加わると、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２はばね８５を縮める方向に力を受ける。燃料圧力が０．３５〜０．４５ＭＰａで安定している時は、その力がばね８５力より大きく、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は、ストッパ８３から浮いた通常使用域で上下に運動し、ストッパ８４に衝突することなく燃料圧力脈動を低減する。
【００２８】
また、ゴム薄膜８１の耐久性からゴム薄膜の作動範囲を制限する必要がある。ゴム薄膜の作動範囲はストッパ８３にアマーチュア８２を衝突させることで制限を加える。燃料圧力が０．３５ＭＰａ 以下では、アマーチュア８２がストッパ
８３に衝突を繰り返しながらゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は上下に運動し燃料圧力脈動を低減する。しかし、この場合はストッパおよびアマーチュアの摩耗を促進してしまうので、この領域では使用できない。また、ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００２９】
したがって、使用できる燃料圧力範囲が狭く、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷状態に応じて可変燃料圧力にすることができず、低圧ポンプの負荷低減ができなかった。
【００３０】
つぎに、図４を用いて本発明による実施例を説明する。
【００３１】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。ゴム薄膜８１はアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけられる。ストッパ８３のアマーチュアとの衝突部分に、衝撃を吸収する為のゴム８４ａを設ける。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。
【００３２】
燃料圧力が加わると、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２はばね８５を縮める方向に力を受ける。燃料圧力が０．３５〜０．４５ＭＰａで安定している時は、その力がばね８５力より大きく、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は、ストッパ８３から浮いた領域で上下に運動し、ストッパ８４に衝突することなく燃料圧力脈動を低減する。
【００３３】
また、ゴム薄膜８１の耐久性からゴム薄膜の作動範囲を制限する必要がある。ゴム薄膜の作動範囲はストッパ８３にゴム８４ａを介してアマーチュア８２を衝突させることで制限を加える。燃料圧力が０．３５ＭＰａ 以下では、アマーチュア８２がゴム８４ａを介してストッパ８３へ衝突を繰り返しながら、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は上下に運動し燃料圧力脈動を低減する。アマーチュア８２はゴム８４を介してストッパ８３に衝突するため、衝突に際して発生する衝撃をゴム８４ａが吸収し、アマーチュア８２およびストッパ８３の摩耗が抑えられる。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００３４】
これにより、広い範囲の燃料圧力に対して圧力脈動を低減できるので、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とし、低圧ポンプの負荷低減ができる。
【００３５】
また、アマーチュア８２がストッパ８３に衝突する際に発生するアマーチュア８２のストッパ８３からの跳ね返りを抑制できる。
【００３６】
これにより、より効果的に燃料圧力脈動を低減でき、燃料配管にかかる負担を小さくできるので騒音を小さくできる。
【００３７】
さらには安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができるので、加圧室内の燃料圧力脈動が低減できキャビテーション発生による壊食を防ぐことができる。
【００３８】
また、図５のようにアマーチュア８２をばね８５によりゴム薄膜８１に押さえつけて固定し、ゴム薄膜８１のばね８５と反対側にストッパ８３を設ける。ストッパのアマーチュア８２との接触部に、ゴム８４ａを設けても同じ効果が得られる。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００３９】
また、図６のように、ゴム薄膜８１をアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけ、ストッパ８３のアマーチュアとの接触部にストッパばね８４ｂを設ければなお良い。なお、アマーチュア８２とストッパばね
８９とは別体である。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００４０】
（実施例２）
次に、図７により別の実施例について説明する。
【００４１】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。ゴム薄膜８１はアマーチュア８２を介して、ばね８５によりストッパ８３に押さえつけられる。アマーチュア８２のストッパ８３との衝突部分に、衝撃を吸収する為のゴム８４ｃを設ける。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００４２】
これにより、同じ効果が得られる。
【００４３】
（実施例３）
つぎに図８，図９により別の実施例について説明する。
【００４４】
燃料吸入通路１０と低圧室１０ａの間に燃料圧力脈動を低減するダンピング機構として、ゴム薄膜ダンパ８０を設ける。図８では、ゴム薄膜８１にはアマーチュア８２が装着されている。ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２の両側にゴム薄膜の作動範囲を制限する為のストッパ８３ａ，８３ｂが設けられている。ストッパ８３ａのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてストッパばね８４ｂを設け、ストッパ８３ｂのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてストッパばね８４ｄを設けている。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。
【００４５】
燃料通路に燃料圧力が加わると、ゴム薄膜８１およびアマーチュア８２は、ストッパばね８４ｂを介してストッパ８３ａに衝突し、ストッパばね８４ｄを介してストッパ８３ｂに衝突しながら上下に運動し、燃料圧力脈動を低減する。衝突に際して発生する衝撃をばね８４ｂおよびばね８４ｄが吸収し、アマーチュア
８２およびストッパ８３ａおよびストッパ８３ｂの摩耗が抑えられる。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００４６】
これにより、さらに広い範囲の燃料圧力に対して圧力脈動を低減できるので、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じてさらに広い燃料圧力範囲で変化させる可変燃料圧力とし、さらなる低圧ポンプの負荷低減ができる。
【００４７】
また、アマーチュア８２がストッパ８３ａおよび８３ｂに衝突する際に発生するアマーチュア８２のストッパ８３ａおよび８３ｂからの跳ね返りを抑制できる。
【００４８】
これにより、さらに効果的に燃料圧力脈動を低減でき、燃料配管にかかる負担を小さくできるので騒音を小さくできる。
【００４９】
またさらに安定した燃料圧力で燃料を燃料加圧室に供給することができるので、加圧室内の燃料圧力脈動を低減できキャビテーション発生による壊食を防ぐことができる。
【００５０】
図９では、ストッパ８３ａのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてゴム８４ａを設け、ストッパ８３ｂのアマーチュア８２との接触部分には、衝撃を吸収する為の弾性体としてストッパばね８４ｄを設けている。ダンパケース８６はとめねじ８７によりポンプ本体１に固定され、燃料はＯリング８８により外部に対してシールされている。ゴム薄膜の他、剛性がありかつ燃料圧力脈動に追従できる樹脂あるいは金属（特に錆びが発生しにくいＳＵＳ材などの材料）も薄膜として適用できる。
【００５１】
これにより、同じ効果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、高圧燃料供給装置に供給する燃料圧力を、内燃機関の負荷に応じて変化させる可変燃料圧力とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施態様の垂直断面図である。
【図２】燃料噴射システムの構成を示す図である。
【図３】本発明が実施されるダンピング機構成の基本構成を示す拡大図。
【図４】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図５】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図６】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図７】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図８】一実施態様の部分拡大断面図である。
【図９】一実施態様の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１…ポンプ本体、２…プランジャ、１０…吸入通路、８０…ゴム薄膜ダンパ、８３…ストッパ、８５…ばね、８６…ダンパケース、８８…Ｏリング。
Claims (8)
- 往復駆動装置により往復動されるプランジャ、燃料吸入通路と吐出通路とに連通し、前記プランジャの一部が壁面の一部を構成する燃料加圧室、前記燃料吸入通路の壁面の一部を成し前記燃料吸入通路内の燃料圧力に応じて運動可能な薄膜と、前記薄膜の動作範囲を制限するストッパ、前記薄膜と共に運動するアマーチュアを設け、前記ストッパと前記アマーチュアを衝突させることで前記薄膜の動作範囲を制限する高圧燃料供給装置であって、
前記ストッパと前記アマーチュアとの間に弾性体を設けたことを特徴とする高圧燃料供給装置。 - 請求項１記載の高圧燃料供給装置において、
前記弾性体を前記アマーチュアに設けたことを特徴とする高圧燃料供給装置。 - 請求項１記載の高圧燃料供給装置において、
前記弾性体を前記ストッパに設けたことを特徴とする高圧燃料供給装置。 - 請求項１から３記載の高圧燃料供給装置において、
前記薄膜の両面に前記ストッパおよび前記弾性体を配置することを特徴とする高圧燃料供給装置。 - 請求項１から４記載の高圧燃料供給装置において、
前記弾性体にゴムを用いることを特徴とする高圧燃料供給装置。 - 請求項１から４記載の高圧燃料供給装置において、前記弾性体にばねを用いることを特徴とする高圧燃料供給装置。
- 請求項１から６の高圧燃料供給装置において、前記薄膜をゴムとすることを特徴とする高圧燃料供給装置。
- 請求項１から６の高圧燃料供給装置において、前記薄膜を樹脂とすることを特徴とする高圧燃料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003081708A JP2004285967A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 燃料供給システム及び高圧燃料供給装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003081708A JP2004285967A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 燃料供給システム及び高圧燃料供給装置 |
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| JP2004285967A true JP2004285967A (ja) | 2004-10-14 |
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| JP2003081708A Pending JP2004285967A (ja) | 2003-03-25 | 2003-03-25 | 燃料供給システム及び高圧燃料供給装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004285967A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127359A (ja) * | 2012-03-30 | 2012-07-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 高圧燃料ポンプ |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003081708A patent/JP2004285967A/ja active Pending
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