JP5653288B2 - 定残圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置に用いられる定残圧弁に関する。

従来、内燃機関へ燃料を圧送する高圧ポンプが知られている。高圧ポンプから圧送される燃料は、燃料レールに蓄圧され、燃料レールに接続するインジェクタから内燃機関の各気筒内に噴射される。
特許文献１には、リリーフ弁が記載されている。リリーフ弁は、内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置の燃料圧力が異常高圧になったとき開弁し、その高圧燃料を燃料タンクなどに排出する。これにより、燃料供給装置の構成部品等の損傷を防ぐと共に、インジェクタからの燃料噴射を可能にしている（特許文献１の明細書の段落「０００４」参照）。特許文献１の明細書の段落「００３０」〜「００３６」及び図４では、リリーフ弁は、外側の弁体（特許文献１では「ピストン３０」）と、その内側に設けられたもう一つの弁体（特許文献１では「ピストン８０」）から構成されている。外側の弁体と、その内側の弁体とは、同一のスプリングで付勢されている。
特許文献２には、高圧ポンプの吐出通路と加圧室とを連通するリターン通路に設けられたリリーフ弁（特許文献２では「弁体３２」）、及びそのリリーフ弁の内側に設けられた定残圧弁（特許文献２では「弁体部４８」）が記載されている。定残圧弁は、吐出通路に接続される燃料レールの燃料圧力を所定の圧力に維持することが可能である。定残圧弁は、その弁体の上流側に円筒状の摺動部５０を備えている。摺動部と、その摺動部の外側の燃料通路の内壁４６との間に隙間Ｓ１が形成されている。この隙間Ｓ１により、定残圧弁を上流側から下流側、すなわち吐出通路側から加圧室側へ流れる流量が調節される。これにより、高圧ポンプの吐出効率の低下が抑制される。
特許文献３には、定残圧弁の上流側に設けられたオリフィス４２が記載されている。このオリフィスにより、定残圧弁の上流側から下流側へ流れる流量が調節される。
特許文献４には、定残圧弁のオリフィス８１の上流側に設けられたフィルタ４０が記載されている。このフィルタにより、燃料中に存在する異物が捕獲され、定残圧弁の弁体と弁座との間又はオリフィスに異物が噛み込むことが抑制される。
本明細書において、燃料中の異物とは、燃料に含まれる粒子状のもののほか、ガム質燃料や金属性異物など、弁着座性や高圧ポンプの性能を悪化させる物質が含まれるものとする。

特表２００２−５１５５６５号公報 特開２００９−１０８８４７号公報 特表２００９−１２１３９５号公報 特表２０１０−１５６２５５号公報

しかしながら、特許文献１では、外側の弁体と、その内側の弁体とが同一のスプリングで付勢されているので、外側の弁体が開弁した後、内側の弁体が開弁する。つまり、外側の弁体が開弁していないとき、内側の弁体は開弁することがない。したがって、内側の弁体にリリーフ弁と異なる定残圧弁の機能を持たせることはできない。
特許文献２では、摺動部５０と燃料通路の内壁４６との間の隙間の断面積が大きい場合、吐出通路側から加圧室側へ流れる流量が増加する。これにより、高圧ポンプの吐出効率が悪化することが懸念される。一方、隙間の断面積が小さい場合、その隙間に異物が堆積し、又は摺動部が傾くと、定残圧弁の開弁動作又は閉弁動作が悪化し、吐出通路側の燃料圧力が所定の圧力に維持されないことが懸念される。したがって、摺動部の外径及び燃料通路の内径の管理が困難になる。
特許文献３では、オリフィスを流れる流量が非常に小さい。これにより、定残圧弁は、その弁体が弁座からリフトするリフト量が１０μ以下となる。このため、燃料中に存在する異物が弁体と弁座との間に噛み込むと、定残圧弁の圧力保持性能が低下することが懸念される。
特許文献４では、燃料中の異物がフィルタに堆積すると、フィルタが目詰まりすることが懸念される。
定残圧弁の閉弁動作が悪化し、圧力保持性能が低下する場合、以下のことが懸念される。アクセルオフ後または内燃機関の停止後、燃料レール内の燃圧の低下と共に、燃料の気化温度も低下する。さらに、内燃機関の冷却系統の停止等に伴うエンジンルーム内の温度上昇によって燃料レールが受熱し、燃料レール内の燃料温度が上昇する。これらにより、燃料レール内の燃料温度が燃料の気化温度を超えると、燃料レール内にベーパが発生することがある。このようにしてベーパが発生した場合、内燃機関の再始動時に高圧ポンプの昇圧不良が生じると共に、内燃機関の始動性が悪化するおそれがある。
一方、定残圧弁の開弁動作が悪化する場合、以下のことが懸念される。内燃機関の停止時にエンジンルーム内の温度上昇によって燃料レールが受熱する。これにより、燃料レール内の燃料温度が上昇すると共に燃圧が上昇する。このため、インジェクタの燃料漏れ許容値以下に燃圧を維持できなくなるおそれがある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、燃料中の異物が弁座と弁体との間に付着又は堆積することを抑制することの可能な定残圧弁を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明によると、通路部材は、燃料通路および第１弁座を有する。第１弁座の下流側で通路部材の内壁に固定された筒状のストッパは、軸方向に通じる軸通路、およびこの軸通路の第１弁座側に設けられた第２弁座を有する。第１弁座とストッパとの間に形成された燃料室に設けられる弁体は、第１弁座に着座および離座可能な第１シート部、並びに第２弁座に着座および離座可能な第２シート部を有する。付勢手段が弁体を第１弁座側へ付勢する。ストッパまたは通路部材にオリフィスが設けられ、ストッパよりも下流側の下流通路と燃料室との燃料の流れを制御する。
内燃機関が停止し、弁体が第１弁座から離座する際、第１弁座よりも上流側の燃料が燃料室に流入すると、弁体は瞬時に第２弁座に着座する。その後、上流側の燃料は、燃料室からオリフィスを通り、下流通路へ流れる。このため、弁体のリフト量が大きくなるので、弁体の第１シート部と第１弁座との間に燃料中の異物が付着又は堆積することが抑制される。これにより、定残圧弁の圧力保持性能を維持することができる。
また、高圧ポンプの作動時、第２シート部が第２弁座に着座すると、燃料室から下流通路へ流れる燃料の流量がオリフィスによって制御される。このため、高圧ポンプのポンプ効率の低下を抑制することができる。
さらに、オリフィスを弁体に設けることなく、通路部材又はストッパに設けることで、弁体を小さく形成することが可能になる。このため、定残圧弁の体格を小さくすることができる。

請求項２に係る発明によると、ストッパは、燃料通路を形成する通路部材の内壁に固定される大径部、及びこの大径部の弁体側で大径部よりも外径が小さく形成される小径部を有する。オリフィスは、小径部の径方向に通じ、一端が燃料室に開口し、他端が軸通路に開口する。
これにより、簡素な構成でオリフィスをストッパに形成することが可能になる。したがって、製造コストを低減することができる。

請求項３に係る発明によると、オリフィスは、軸通路側から燃料室側に向かい内径が大きくなるように形成されたテーパ状の流路を有する。
これにより、燃料室からオリフィスに流れる燃料の流体抵抗を低減することが可能になる。したがって、オリフィスに燃料中の異物が堆積することを抑制することができる。

請求項４に係る発明によると、ストッパは、燃料通路を形成する通路部材の内壁に固定される大径筒部、及びこの大径筒部の下流側で大径筒部よりも外径が小さく形成される小径筒部を有する。オリフィスは、小径筒部に設けられ、一端が小径筒部の径外側に形成された下流通路に開口し、他端が燃料室に開口する。
これにより、請求項２に係る発明のようにストッパの大径部の弁体側に小径部を設けることなく、ストッパにオリフィスを設けることが可能になる。したがって、定残圧弁の軸方向の体格を小さくすることができる。

請求項５に係る発明によると、通路部材は、ストッパが固定される厚肉部、及びこの厚肉部よりも下流側で内径がストッパの外径よりも大きい薄肉部を有する。オリフィスは、ストッパに設けられ、一端がストッパと薄肉部との間に形成された下流通路に開口し、他端が燃料室に開口する。
これにより、請求項４に係る発明のようにストッパに大径筒部と小径筒部とを設けることなく、オリフィスをストッパに設けることが可能になる。したがって、ストッパの構成を簡素にすることができる。

請求項６に係る発明によると、オリフィスは、ストッパの第２弁座の径方向に延び、下流側に凹む溝である。
これにより、弁体の第２シート部が第２弁座から離座しているとき、オリフィスの流路は燃料室に開放される。このため、燃料中の異物がオリフィスに付着又は堆積することが抑制される。したがって、定残圧弁の圧力保持性能を維持することができる。

請求項７に係る発明によると、オリフィスは、弁体の第２シート部の径方向に延び、第１弁座側に凹む溝である。この構成によっても、請求項６に係る発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態による定残圧弁の用いられる燃料供給装置の構成図。 本発明の第１実施形態による定残圧弁が設けられる高圧ポンプの断面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図。 図３の要部拡大図。 本発明の第１実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第１実施形態による定残圧弁の用いられる燃料供給装置の特性図。 本発明の第１実施形態による定残圧弁の動作を示す説明図。 本発明の第２実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第３実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第４実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第５実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第６実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第７実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第８実施形態による定残圧弁の断面図。 図１４のＩＶ方向のストッパの平面図。 本発明の第９実施形態による定残圧弁のストッパの平面図。 本発明の第１０実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第１１実施形態による定残圧弁の用いられる燃料供給装置の構成図。 本発明の第１１実施形態による定残圧弁の断面図。 本発明の第１２実施形態による定残圧弁の用いられる燃料供給装置の構成図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による定残圧弁が設けられた内燃機関の燃料供給装置を図１に示す。燃料供給装置１は、燃料タンク２、低圧ポンプ３、高圧ポンプ１０、燃料レール４、および定残圧弁６０等を備えている。本実施形態の定残圧弁６０は、高圧ポンプ１０に設けられている。
燃料タンク２から低圧ポンプ３によって汲み上げられた燃料は、低圧燃料配管５を通り、高圧ポンプ１０に供給される。高圧ポンプ１０は、加圧室１２１の容積を可変するプランジャ１３を備えている。プランジャ１３は、スプリング１９によってカムシャフト６側に付勢され、カムシャフト６のカムプロフィールに沿って軸方向に往復移動する。これにより、加圧室１２１の容積が変化し、燃料が吸入、調量、加圧される。高圧ポンプ１０で加圧された燃料は、高圧燃料配管７を通り、燃料レール４へ圧送される。燃料レール４に貯留された高圧燃料は、燃料レール４に接続するインジェクタ９により図示しない内燃機関の気筒内に噴射される。

定残圧弁６０は、高圧ポンプ１０の吐出通路１１４と加圧室１２１とを接続するリリーフ通路５１に設けられている。なお、図１では、リリーフ弁５０と定残圧弁６０とを異なる燃料通路に記載しているが、後述するように、リリーフ弁５０と定残圧弁６０とは、同一のリリーフ通路５１に設けることが可能である。
定残圧弁６０は、吐出通路１１４の燃料圧力と加圧室１２１との燃料圧力の差圧が定残圧弁６０に設定された所定圧以上になると開弁し、吐出通路１１４側から加圧室１２１側へ燃料を流す。定残圧弁６０に設定される所定圧は、任意に設定可能である。本実施形態では、定残圧弁６０の所定圧は、例えば内燃機関の停止後に燃料レール４内に発生するベーパを許容値以下とし、かつインジェクタ９からの燃料漏れを許容値以下とすることの可能な圧力に設定されている。

高圧ポンプ１０について説明する。
図２および図３に示すように、高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、ダンパ室２０１、吸入弁部３０、電磁駆動部７０、吐出弁部９０及び圧力調整部４０などを備えている。
ポンプボディ１１及びプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が設けられている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ１３は、一端がシリンダ１４の軸方向の一方に形成された加圧室１２１に臨むように設けられている。プランジャ１３の他端には、スプリング座１８が取り付けられている。スプリング座１８と燃料シール外環との間に、スプリング１９が設けられている。このスプリング１９の軸方向に伸びる力により、スプリング座１８はカムシャフト６側へ付勢される。

ダンパ室２０１について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に、筒部２０３に囲まれるダンパ室２０１が形成されている。ダンパ室２０１には、金属ダイアフラムダンパ２１０、第１支持部材２１１、第２支持部材２１２及び波ばね２１３が収容されている。
蓋部材１２は、有底円筒状に形成されている。蓋部材１２は、筒部２０３の外壁に固定され、ダンパ室２０１を塞いでいる。
ダンパ室２０１は、低圧燃料配管５に接続される燃料入口と連通している。このため、ダンパ室２０１には燃料入口から燃料タンク２の燃料が供給される。

吸入弁部３０について説明する。
吸入弁部３０は加圧室１２１の径外方向に設けられている。吸入弁部３０に形成される供給通路１００を燃料溜り１０１と称する。
弁ボディ３１は、燃料溜り１０１の加圧室１２１側に収容されている。弁ボディ３１の内側にテーパ状の弁座３４が形成されている。
吸入弁３５は弁座３４の加圧室１２１側に配置されている。吸入弁３５は、弁ボディ３１に設けられた孔３２の内壁に案内されて往復移動する。吸入弁３５に形成された弁シートは、弁ボディ３１の弁座３４に着座および離座可能である。

吸入弁３５の加圧室１２１側にストッパ３９が固定されている。このストッパ３９は、吸入弁３５の開弁方向（図２の右方向）への移動を規制する。ストッパ３９の内側と吸入弁３５との間には第１スプリング２１が設けられている。第１スプリング２１は、吸入弁３５を弁座３４に着座させる方向、すなわち閉弁方向へ付勢している。
ストッパ３９には、ストッパ３９の軸に対して傾斜する傾斜通路１０４が周方向に複数形成されている。

電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、コイル７１、固定コア７２、可動コア７３、接続部材７５などから構成される。
接続部材７５は磁性体からなり、吸入弁部３０の燃料溜り１０１を塞いでいる。接続部材７５は、固定コア７２及びコネクタ７７を保持している。
接続部材７５の加圧室１２１と反対側に磁性体からなる固定コア７２が設けられている。固定コア７２と接続部材７５との間の磁気的な短絡を非磁性体からなる筒部材７９が防止している。
固定コア７２の径方向外側に樹脂製のスプール７８が設けられている。スプール７８の径外側にコイル７１が巻回されている。

可動コア７３は磁性体からなり、接続部材７５の固定コア７２側に設けられた収容室に軸方向に往復移動可能に収容されている。
接続部材７５の中央に設けられた孔の内壁には、ガイド筒７６が取り付けられている。
ニードル３８は略円筒状に形成され、ガイド筒７６の内壁に案内されて往復移動する。ニードル３８は、一方の端部が可動コア７３と一体に組み付けられ、他方の端部が吸入弁３５の電磁駆動部７０側の端面に当接するように設置されている。

固定コア７２と可動コア７３との間に第２スプリング２２が設けられている。この第２スプリング２２は、ストッパ３９側の第１スプリング２１が吸入弁３５を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア７３を吸入弁３５側へ付勢している。
コイル７１に通電していないとき、可動コア７３は固定コア７２に吸引されず、第２スプリング２２の弾性力により互いに離れている。このため、可動コア７３と一体のニードル３８が吸入弁３５側へ移動し、ニードル３８の端面が吸入弁３５を押圧することで吸入弁３５が開弁する。
コネクタ７７の端子７４を通じてコイル７１に通電されると、固定コア７２、可動コア７３、接続部材７５などによって形成された磁気回路に磁束が流れ、可動コア７３は固定コア７２に吸引される。可動コア７３と一体のニードル３８が固定コア７２側へ移動し、ニードル３８は吸入弁３５に対する押圧力を解除する。そのため第１スプリング２１の弾性力によって、吸入弁３５は閉弁することが可能となる。

吐出弁部９０について説明する。
加圧室１２１と燃料出口９１とを吐出通路１１４が連通している。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、吐出通路１１４に内壁に形成された弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉塞し、弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に筒状の規制部材９３が設けられている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を制限する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２に当接している。スプリング９４は、吐出弁９２を弁座９５側へ付勢している。規制部材９３の設置位置によって、スプリング９４のばね荷重が設定され、吐出弁９２の開弁圧が調整される。

加圧室１２１の燃料の圧力が上昇し、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は弁座９５から離座する。これにより、加圧室１２１から吐出通路１１４を通り、燃料出口９１から燃料が吐出される。
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下し、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は弁座９５に着座する。これにより、弁座９５の下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。

副加圧室１２２について説明する。
プランジャ１３は、加圧室１２１側に設けられる大径部１３３と、この大径部１３３の加圧室１２１と反対側で大径部１３３よりも外径が小さく形成された小径部１３１を有している。大径部１３３と小径部１３１との接続部分に段差面１３２が形成される。
小径部１３１には、略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。プランジャストッパ２３は、燃料シールエレメント２４とシリンダ１４との間に設けられている。プランジャストッパ２３の加圧室１２１側の端面は、シリンダ１４に当接している。プランジャストッパ２３は、径方向に延びる複数の溝路２３１を放射状に有している。
シリンダ１４の内壁とプランジャストッパ２３とプランジャ１３の段差面１３２との間に副加圧室１２２が形成される。

プランジャストッパ２３の径外側を燃料シール外環２５が覆っている。燃料シール外環２５は、ポンプボディ１１に設けられた凹部１０５に固定されている。
燃料シール外環２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６および環状通路１０７が形成されている。ポンプボディ１１には、環状通路１０７とダンパ室２０１とを連通する戻し通路１０８が形成されている。溝路２３１、筒状通路１０６、環状通路１０７および戻し通路１０８が連通することで、副加圧室１２２とダンパ室２０１とが連通する。

燃料シール外環２５とプランジャストッパ２３との間に設けられた燃料シールエレメント２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動による内燃機関への燃料のリークを抑制する。
燃料シール外環２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンオイルのリークを抑制する。

副加圧室１２２は、プランジャ１３の往復移動に応じて容積が変化する。
高圧ポンプ１０の吸入行程でプランジャ１３が下降すると、加圧室１２１の容積が増大し、副加圧室１２２の容積が減少する。すると、ダンパ室２０１から加圧室１２１へ燃料が吸入されると同時に、副加圧室１２２の燃料がダンパ室２０１へ送り出される。このとき、加圧室１２１が吸入する燃料の約６０％が副加圧室１２２から供給され、残りの約４０％が燃料入口から吸入される。したがって、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上するとともに、燃圧脈動が低減される。

一方、高圧ポンプ１０の調量行程及び加圧行程でプランジャ１３が上昇すると、加圧室１２１の容積が減少し、副加圧室１２２の容積が増大する。加圧室１２１がダンパ室２０１側へ排出した低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２０１から副加圧室１２２に吸入される。これにより、脈動の伝達が約６０％低減される。

次に、圧力調整部４０について、図３および図４を参照して説明する
圧力調整部４０は、リリーフ弁５０及び定残圧弁６０から構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直にリリーフ通路５１が形成されている。リリーフ通路５１のポンプボディ１１の外壁側の開口は、プラグ５５によって閉塞されている。リリーフ通路５１は、吐出弁９２の弁座９５よりも燃料出口９１側の吐出通路１１４と、加圧室１２１とを連通している。

リリーフ弁５０は、リリーフ弁体５２、アジャストパイプ５３、スプリング５４を備えている。
リリーフ弁体５２は、筒状に形成され、リリーフ通路５１に往復移動可能に設けられている。リリーフ弁体５２は、リリーフ通路５１に設けられた弁座５６に着座することによりリリーフ通路５１を閉鎖し、弁座５６から離座することによりリリーフ通路５１を開放する。
アジャストパイプ５３は、筒状に形成され、リリーフ弁体５２のプラグ５５側で、リリーフ通路５１の内壁に固定されている。スプリング５４は、一方の端部がリリーフ弁体５２に接し、他方の端部がアジャストパイプ５３に接している。リリーフ弁体５２は、スプリング５４の付勢力により、弁座５６側へ付勢されている。
アジャストパイプ５３の取り付け位置により、スプリング５４の荷重が調整される。スプリング５４の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、例えば内燃機関の通常運転における燃料レール４の燃圧以上、電磁式のインジェクタ９が燃料噴射不能となる圧力未満でリリーフ弁体５２が開弁するようにスプリング５４の荷重を設定することが例示される。

定残圧弁６０を図５に基づいて説明する。
定残圧弁６０は、リリーフ弁体５２の内側に形成された燃料通路５７に収容されている。定残圧弁６０は、弁体６１、ストッパ６５、付勢手段としてのスプリング６８及びオリフィス６９などを備えている。
本実施形態では、リリーフ弁体５２が特許請求の範囲に記載の「通路部材」に相当する。
リリーフ弁体５２の内側に形成された燃料通路５７には、上流側にテーパ状の第１弁座４１が形成されている。第１弁座４１によって、上流通路４２と後述する燃料室４３とが区画される。
第１弁座４１の下流側に筒状のストッパ６５が設けられている。ストッパ６５は、リリーフ弁体５２の燃料通路５７の内壁に圧入固定されている。ストッパ６５は、軸方向に通じる軸通路６６を有している。ストッパ６５の軸通路６６は、ストッパ６５よりも下流側の下流通路４４に連通している。また、ストッパは、軸通路６６の第１弁座４１側に、テーパ状の第２弁座６７を有している。

弁体６１は、第１弁座４１とストッパ６５との間に形成された燃料室４３に収容されている。弁体６１は、環状の環状部６２、この環状部６２の第１弁座４１側に設けられた第１軸部６３、及び環状部６２の第２弁座６７側に設けられた第２軸部６４から構成される。
弁体６１は、軸方向に往復移動可能である。環状部６２と燃料室４３の内壁との間は、燃料が流通可能である。なお、環状部６２の周方向の一部に燃料が流通可能な図示しない切欠部を設けてもよい。
弁体６１は、第１軸部６３の第１弁座４１側に、第１弁座４１に着座および離座可能な曲面状の第１シート部６１１を有する。第１シート部６１１が第１弁座４１に着座することで、上流通路４２と燃料室４３との燃料流れが遮断される。第１シート部６１１が第１弁座４１から離座することで、上流通路４２と燃料室４３との燃料流れが許容される。
弁体６１は、第２軸部６４の第２弁座６７側に、第２弁座６７に着座および離座可能な半球状の第２シート部６１２を有する。第２シート部６１２が第２弁座６７に着座することで、燃料室４３とストッパ６５の軸通路６６との燃料流れが遮断される。第１シート部６１１が第１弁座４１から離座することで、燃料室４３とストッパ６５の軸通路６６との燃料流れが許容される。

ストッパ６５は、燃料通路５７を形成するリリーフ弁体５２の内壁に固定される大径部６５１、及び、この大径部６５１の弁体６１側で大径部６５１よりも小径に形成された小径部６５２を有する。
スプリング６８は、一端が弁体６１の環状部６２に係止され、他端がストッパ６５の大径部６５１の燃料室４３側の端面に係止されている。スプリング６８は、弁体６１を第１弁座４１側に付勢している。
オリフィス６９は、ストッパ６５の小径部６５２を径方向に通じている。オリフィス６９は、燃料室４３とストッパ６５の軸通路６６とを連通し、燃料室４３と下流通路４４との燃料の流れを制御する。

次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
カムシャフト６の回転により、プランジャ１３が上死点から下死点に向かって下降すると、加圧室１２１の容積が増加し、燃料が減圧される。吐出弁９２は弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞する。
一方、吸入弁３５は、加圧室１２１と供給通路１００との差圧により、第１スプリング２１の付勢力に抗して加圧室１２１側へ移動し、開弁状態となる。このとき、コイル７１への通電は停止されているので、可動コア７３とニードル３８は第２スプリング２２の付勢力により加圧室１２１側へ移動する。したがって、ニードル３８と吸入弁３５とが当接し、吸入弁３５は開弁状態を維持する。これにより、ダンパ室２０１から供給通路１００を経由し、加圧室１２１に燃料が吸入される。

吸入行程では、加圧室１２１の燃料圧力と吐出通路１１４の燃料圧力との差圧が大きくなる。このため、定残圧弁６０の上流通路４２と燃料室４３との差圧が大きくなる。上流通路４２の燃料圧力が弁体６１に作用する力が、燃料室４３の燃料圧力が弁体６１に作用する力とスプリング６８の付勢力との和よりも大きくなると、定残圧弁６０が開弁する。このとき、弁体６１の第１シート部６１１が第１弁座４１から離座し、上流通路４２の燃料が弁体６１の環状部６２よりも上流側の空間４５に流入すると、弁体６１の第２シート部６１２が瞬時に第２弁座６７に着座する。その後、オリフィス６９によって、燃料室４３からストッパ６５の軸通路６６を通り下流通路４４へ流れる燃料の流量が制御される。このため、高圧ポンプ１０のポンプ効率の低下を抑制することができる。

（２）調量行程
カムシャフト６の回転により、プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇すると、加圧室１２１の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル７１への通電が停止されているので、第２スプリング２２の付勢力によりニードル３８と吸入弁３５は開弁位置にある。これにより、供給通路１００は開放された状態が維持される。このため、一度加圧室１２１に吸入された低圧燃料が供給通路１００を経由し、ダンパ室２０１へ戻される。したがって、加圧室１２１の圧力は上昇しない。

（３）加圧行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇する途中の所定の時刻に、コイル７１へ通電される。するとコイル７１に発生する磁界により、固定コア７２と可動コア７３との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が第２スプリング２２の弾性力と第１スプリング２１の弾性力との差よりも大きくなると、可動コア７３とニードル３８は固定コア７２側（図２の左方向）へ移動する。これにより、吸入弁３５に対するニードル３８の押圧力が解除される。吸入弁３５は、第１スプリング２１の弾性力、及び加圧室１２１からダンパ室２０１側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力により、弁座３４側へ移動する。したがって、吸入弁３５は弁座３４に着座し、供給通路１００が閉塞される。

吸入弁３５が弁座３４に着座した時から、加圧室１２１の燃料圧力は、プランジャ１３の上死点に向かう上昇と共に高くなる。加圧室１２１の燃料圧力が吐出弁９２に作用する力が、吐出通路１１４の燃料圧力が吐出弁９２に作用する力およびスプリング９４の付勢力よりも大きくなると、吐出弁９２が開弁する。これにより、加圧室１２１で加圧された高圧燃料は吐出通路１１４を経由して燃料出口９１から吐出する。
なお、加圧行程の途中でコイル７１への通電が停止される。加圧室１２１の燃料圧力が吸入弁３５に作用する力は、第２スプリング２２の付勢力より大きいので、吸入弁３５は閉弁状態を維持する。

加圧行程では、加圧室１２１の燃料圧力と吐出通路１１４の燃料圧力とが略同じである。これにより、定残圧弁６０の上流通路４２の燃料圧力と、下流通路４４及び燃料室４３の燃料圧力とが略同じになる。このため、弁体６１は、スプリング６８の付勢力によって第１シート部６１１が第１弁座４１に着座する。したがって、上流通路４２と燃料室４３との燃料流れが遮断される。

高圧ポンプ１０は、（１）から（３）の行程を繰り返し、内燃機関に必要な量の燃料を加圧して吐出する。
コイル７１へ通電するタイミングを早くすれば、調量行程の時間が短くなると共に、加圧行程の時間が長くなる。これにより、加圧室１２１から供給通路１００へ戻される燃料が少なくなり、吐出通路１１４から吐出される燃料が多くなる。
一方、コイル７１へ通電するタイミングを遅くすれば、調量行程の時間が長くなると共に、吐出行程の時間が短くなる。これにより、加圧室１２１から供給通路１００へ戻される燃料が多くなり、吐出通路１１４から吐出される燃料が少なくなる。
このように、コイル７１へ通電するタイミングを制御することで、高圧ポンプ１０から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できる。

次に、内燃機関停止後の定残圧弁６０の作動を図６及び図７に基づいて説明する。
図６の時刻ｔ１以前は、内燃機関の作動中である。燃料レール４の燃料圧力は、所定の圧力に維持されている。このとき、高圧ポンプ１０の加圧工程において、図７（Ａ）に示すように定残圧弁６０は閉弁している。
図６の時刻ｔ１で内燃機関が停止されると、加圧室１２１の燃料圧力の低下とともに燃料室４３の燃料圧力が低下する。上流通路４２の燃料圧力が弁体６１に作用する力が、燃料室４３の燃料圧力が弁体６１に作用する力とスプリング６８の付勢力との和より大きくなると、図７（Ｂ）から（Ｃ）に示すように、弁体６１は第１シート部６１１が第１弁座４１から離座し、第２シート部６１２が瞬時に第２弁座６７に着座する。
その後、図６の時刻ｔ１からｔ２の間に、上流通路４２の燃料は燃料室４３からオリフィス６９を通り、下流通路４４へ流れる。これにより、燃料レール４の燃料圧力は次第に低下する。

図６の時刻ｔ２以前で、上流通路４２の燃料圧力が弁体６１に作用する力が、燃料室４３の燃料圧力が弁体６１に作用する力とスプリング６８の付勢力との和より小さくなると、図７（Ｄ）に示すように弁体６１は第１弁座４１側へ移動する。
図６の時刻ｔ２で、図７（Ｅ）に示すように、弁体６１の第１シート部６１１は第１弁座４１に着座し、上流通路４２と下流通路４４との燃料流れが遮断される。これにより、燃料レール４の燃料圧力が所定圧に維持される。したがって、燃料レール４のベーパ発生が抑制され、内燃機関の始動性が向上する。

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、弁体６１のリフト量を大きくすることが可能である。このため、弁体６１の第１シート部６１１と第１弁座４１との間に燃料中の異物が付着又は堆積することが抑制される。これにより、定残圧弁６０の圧力保持性能を維持することができる。
（２）本実施形態では、高圧ポンプ１０の作動時、第２シート部６１２が第２弁座６７に瞬時に着座するので、燃料室４３から下流通路４４へ流れる燃料の流量がオリフィス６９によって制御される。このため、高圧ポンプ１０のポンプ効率の低下を抑制することができる。
（３）本実施形態では、ストッパ６５の小径部６５２の径方向にオリフィス６９を設けることで、オリフィス６９を容易に形成することが可能になる。したがって、製造コストを低減することができる。
（４）本実施形態では、高圧ポンプ１０の作動時に第１シート部６１１と第１弁座に異物を噛み込む、もしくは、燃料室４３に異物がある場合、第２シート部６１２が第２弁座６７に着座する寸前に、上流側からの燃料流れにより異物は軸通路６６を通り下流側に排出することが可能である。これにより、定残圧弁６０の圧力保持性能を維持することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による定残圧弁６０を図８に示す。以下、複数の実施形態において上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、第２シート部６１２がテーパ状に形成されている。この構成においても、定残圧弁６０は、第１実施形態と同様、第２シート部６１２が第２弁座６７に着座すると、燃料室４３とストッパ６５の軸通路６６との燃料の流れを確実に遮断することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による定残圧弁６０を図９に示す。本実施形態では、第２シート部６１２と、第２弁座６７とが、軸に対して垂直な平面状に形成されている。この構成においても、定残圧弁６０は、第１、第２実施形態と同様、第２シート部６１２が第２弁座６７に着座すると、燃料室４３とストッパ６５の軸通路６６との燃料の流れを確実に遮断することができる。
また、本実施形態では、第２シート部６１２及び第２弁座６７の加工が容易になるので、製造コストを低減することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による定残圧弁６０を図１０に示す。本実施形態では、弁体６２の第１軸部６３は、半球状に形成されている。
オリフィス６９は、ストッパ６５の小径部６５２の径外側に、軸通路６６側から燃料室４３側に向かい内径が大きくなるように形成されたテーパ状の流路６９１を有する。これにより、オリフィス６９の燃料絞り流路の長さを調節することができる。また、燃料室４３からオリフィス６９のテーパ状の流路６９１に流入する燃料の流体抵抗が低減される。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による定残圧弁６０を図１１に示す。本実施形態では、ストッパ６５は、第１弁座４１側から大径筒部６５３、小径筒部６５４および係止部６５５を有する。
大径筒部６５３は、燃料通路５７を形成するリリーフ弁体５２の内壁に固定される。大径筒部６５３の内側に燃料室４３が形成される。大径筒部の第１弁座側の端面は、リリーフ弁体５３の段差５２１に当接している。これにより、燃料室４３の軸方向の長さが正確に設定される。
小径筒部６５４は、大径筒部６５３の下流側に設けられ、大径筒部６５３よりも外径が小さく形成される。小径筒部６５４とリリーフ弁体５２の内壁との間に下流通路４４が通じている。
オリフィス６９は、小径筒部６５４の径方向に通じ、燃料室４３と小径筒部６５４の径外側の下流通路４４とを連通する。また、オリフィス６９は、小径筒部６５４の径外側に、燃料室４３側から下流通路４４側に向かい内径が大きくなるように形成されたテーパ状の流路６９１を有する。
係止部６５５は、大径筒部６５３および小径筒部６５４よりも外径が大きく形成され、リリーフ弁体５２のスプリング５４の一端を係止する。これにより、ストッパ６５は、スプリング５４の付勢力により、リリーフ弁体５２の段差５２１に押し付けられる。
本実施形態では、第１〜第４実施形態のようにストッパ６５の大径部６５１の弁体６１側に小径部６５２を設けていない。ストッパ６５は、大径筒部６５３および小径筒部６５４を有する。これにより、ストッパ６５の小径筒部６５４にオリフィス６９を設けることが可能になる。したがって、定残圧弁６０の軸方向の体格を小さくすることができる。
また、ストッパ６５の大径筒部６５３の長さにより、燃料室４３の軸方向の長さが正確に設定される。したがって、定残圧弁６０の弁体６１のリフト量を正確に設定することができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による定残圧弁６０を図１２に示す。本実施形態では、オリフィス６９がリリーフ弁体５２の径方向に設けられている。
下流通路４４は、リリーフ弁体の径方向に設けられた穴５８、５９に連通している。このため、オリフィス６９は、燃料室４３と下流通路４４との燃料の流れを制御することが可能である。
また、本実施形態では、スプリング６８は、第１弁座４１側よりも第２弁座６７側の径が大きいテーパ状に形成されている。スプリング６８の第１弁座４１側は、弁体６１の環状部６２と第２軸部６４との接続箇所に係止されている。スプリング６８の第２弁座６７側は、ストッパ６５の燃料室４３側の端面とリリーフ弁体５２の内壁との接続箇所に係止されている。これにより、弁体６１を燃料室４３の中心に設置することが可能になり、第１シート部６１１と第１弁座４１、及び第２シート部６１２と第２弁座６７との着座安定性が維持される。
本実施形態では、ストッパ６５にオリフィス６９を設けることがないので、ストッパ６５の構成を簡素にし、製造コストを低減することができる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による定残圧弁６０を図１３に示す。本実施形態では、ストッパが、筒状の第１ストッパ６５６と、この第１ストッパ６５６の径内側に設けられる第２ストッパ６５７から構成されている。第１ストッパ６５６は、リリーフ弁体５２の内壁に圧入されている。第１ストッパ６５６の下流側に設けられた係止部６５５にリリーフ弁体５２のスプリング５４が係止されている。
リリーフ弁体５２は、第１ストッパ６５６が固定される厚肉部５２１と、厚肉部よりも下流側で内径が第１ストッパ６５６の外径よりも大きい薄肉部５２２とを有する。第１ストッパ６５６と薄肉部５２２との間に下流通路４４が通じている。
オリフィス６９は、第１ストッパ６５６の径方向に設けられる。オリフィス６９は、一端が燃料室４３に開口し、他端が下流通路４４に開口している。
本実施形態では、第５実施形態のようにストッパに大径筒部と小径筒部とを設けていない。リリーフ弁体５２に厚肉部５２１と薄肉部５２２を設けることで、下流通路４４薄肉部５２２の径外側に形成することが可能である。したがって、簡素な構成で第１ストッパ６５６にオリフィス６９を設けることができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による定残圧弁６０を図１４及び図１５に示す。本実施形態では、オリフィス６９は、第２弁座６７に設けられている。オリフィス６９は、下流側に凹む溝であり、第２弁座６７の径方向に延びている。
これにより、弁体６１の第２シート部６１２が第２弁座６７から離座しているとき、オリフィス６９の流路は燃料室４３に開放される。このため、燃料中の異物がオリフィス６９に付着又は堆積することが抑制される。したがって、定残圧弁６０の圧力保持性能を維持することができる。

なお、オリフィス６９は、第２シート部６１２に設けられていてもよい。この場合、オリフィス６９は、上流側に凹む溝であり、第２シート部６１２の径方向に延びる。この構成によっても、燃料中の異物がオリフィス６９に付着又は堆積することを抑制することができる。

（第９実施形態）
本発明の第９実施形態による定残圧弁６０のストッパ６５の平面図を図１６に示す。本実施形態では、オリフィス６９は、第２弁座６７に複数個設けられている。オリフィス６９は、第２弁座６７の直径方向に設けられている。
本実施形態では、オリフィス６９を複数個設けることで、第２シート部６１２が第２弁座６７に着座した際、燃料室４３から下流通路４４へ流れる流量を調節することができる。また、オリフィス６９を複数個にする冗長性設計により、耐異物性に関し、定残圧弁６０の信頼性を高めることができる。

（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態による定残圧弁６０を図１７に示す。本実施形態では、第２弁座６７及び第２シート部６１２がテーパ状に形成されている。この構成においても、第２弁座６７又は第２シート部６１２に溝からなるオリフィス６９を設けることが可能である。

（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態による定残圧弁６０を図１８及び図１９に示す。本実施形態では、定残圧弁６０は、燃料レール４の端部に設けられている。定残圧弁６０と燃料タンク２とを下流通路４４が接続している。
定残圧弁６０は、通路部材５００の内側に形成された燃料通路５７内に、弁体６１、スプリング６８及びストッパ６５及びオリフィス６９を備えている。通路部材５００は、一端が筒状の第１取付部材５１０によって燃料レール４に取り付けられ、他端が第２取付部材５２０によって下流通路４４を有する配管４７に取り付けられている。
本実施形態においても、定残圧弁６０の開弁時、弁体６１のリフト量を瞬時に大きくすることが可能である。その後、燃料レール４の燃料はオリフィス６９を通じて下流通路４４へ流れる。これにより、弁体６１の第１シート部６１１と第１弁座４１との間に燃料中の異物が付着又は堆積することが抑制される。したがって、定残圧弁６０の圧力保持性能を維持することができる。

（第１２実施形態）
第１２実施形態の定残圧弁６０を図２０に示す。本実施形態においても、定残圧弁６０は燃料レール４の端部に設けられている。下流通路４４は、一端が定残圧弁６０に接続され、他端が高圧ポンプ１０の供給通路１００に接続されている。
本実施形態においても、定残圧弁６０の圧力保持性能を維持することができる。

（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、リリーフ弁体５２の内側の燃料通路５７に定残圧弁６０を設けた。これに対し、本発明は、吐出弁の内側に燃料通路を形成し、その燃料通路に定残圧弁を設けてもよい。
また、リリーフ弁又は吐出弁とは別に、ポンプボディに燃料通路を形成し、その燃料通路に定残圧弁を設けても良い。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、上記複数の実施形態を組み合わせることに加え、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態により実施することができる。

４１ ・・・第１弁座
４３ ・・・燃料室
４４ ・・・下流通路
５２ ・・・リリーフ弁体（通路部材）
５７ ・・・燃料通路
６０ ・・・定残圧弁
６１ ・・・弁体
６５ ・・・ストッパ
６６ ・・・軸通路
６７ ・・・第２弁座
６８ ・・・スプリング（付勢手段）
６９ ・・・オリフィス
６１１・・・第１シート部
６１２・・・第２シート部
６５１・・・大径部
６５２・・・小径部

Claims (7)

1. 燃料通路および第１弁座を有する通路部材と、
   前記第１弁座の下流側で前記通路部材の内壁に固定され、軸方向に通じる軸通路、およびこの軸通路の前記第１弁座側に設けられた第２弁座を有する筒状のストッパと、
   前記第１弁座と前記ストッパとの間に形成された燃料室に設けられ、前記第１弁座に着座および離座可能な第１シート部、並びに前記第２弁座に着座および離座可能な第２シート部を有する弁体と、
   前記弁体を前記第１弁座側へ付勢する付勢手段と、
   前記ストッパまたは前記通路部材に設けられ、前記ストッパよりも下流側の下流通路と前記燃料室との燃料の流れを制御するオリフィスと、を備えることを特徴とする定残圧弁。
2. 前記ストッパは、前記燃料通路を形成する通路部材の内壁に固定される大径部、及びこの大径部の前記弁体側で前記大径部よりも外径が小さく形成される小径部を有し、
   前記オリフィスは、前記小径部の径方向に通じ、一端が前記燃料室に開口し、他端が前記軸通路に開口することを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。
3. 前記オリフィスは、前記軸通路側から前記燃料室側に向かい内径が大きくなるように形成されたテーパ状の流路を有することを特徴とする請求項２に記載の定残圧弁。
4. 前記ストッパは、前記燃料通路を形成する前記通路部材の内壁に固定される大径筒部、及びこの大径筒部の下流側で前記大径筒部よりも外径が小さく形成される小径筒部を有し、
   前記オリフィスは、前記小径筒部に設けられ、一端が前記小径筒部の径外側に形成された前記下流通路に開口し、他端が前記燃料室に開口することを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。
5. 前記通路部材は、前記ストッパが固定される厚肉部、及びこの厚肉部よりも下流側で内径が前記ストッパの外径よりも大きい薄肉部を有し、
   前記オリフィスは、ストッパに設けられ、一端が前記ストッパと前記薄肉部との間に形成された前記下流通路に開口し、他端が前記燃料室に開口することを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。
6. 前記オリフィスは、前記ストッパの前記第２弁座の径方向に延び、下流側に凹む溝であることを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。
7. 前記オリフィスは、前記弁体の前記第２シート部の径方向に延び、前記第１弁座側に凹む溝であることを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。

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