JP6633195B2 - 高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプについて、特に高圧燃料供給ポンプの故障などにより発生する異常高圧燃料を、低圧側に開放するリリーフバルブの配置に関する。

本発明の高圧燃料ポンプの従来技術として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１によると、加圧燃料の高圧化に伴い、リリーフ弁が大型化してしまう。この大型化したリリーフ弁を吐出ジョイントの内部に設置することにより、加圧燃料が高圧化しても高圧化高圧燃料ポンプの大型化しない構造と実現した。リリーフ弁により、異常高圧燃料は加圧室、または低圧室へ戻される。

ＷＯ２０１５／１６３２４５号公報

加圧燃料の高圧化に伴い、異常高圧燃料の戻し先は、加圧室ではなく低圧室とするのが望ましい。上記特許文献１の図７においては、リリーフ弁は吐出ジョイント内に配置されている。高圧燃料供給ポンプの故障等により発生する異常高圧燃料は、低圧側であるダンパ室に開放される。

リリーフバルブは、ポンプボディに圧入固定される。しかし、レイアウト上の問題から、ポンプボディの直径が大きくなってしまい、長さ方向の大きさが大きくなってしまうといった問題があった。また、ポンプボディ内部の燃料通路の取り回しが複雑となり、加工が複雑でコストが増大してしまうという問題があった。

そこで本発明は、大型化や製造コストの増大を抑えつつ、リリーフ弁機構をポンプボディの内部に配置可能とする高圧燃料供給ポンプを供給することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の高圧燃料供給ポンプは、シリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させるプランジャと、ポンプボディの外周面から内周側に向かって形成された第一の穴と、前記第一の穴に配置されたリリーフ弁機構と、前記第一の穴と連通して、前記リリーフ弁機構が開弁した場合に、前記加圧室で加圧された吐出弁よりも吐出側流路の燃料をダンパ室、又は前記ダンパ室と連通するプランジャシール室に戻す第二の穴と、を備え、前記第一の穴に配置された前記リリーフ弁機構の少なくとも一部が前記シリンダの加圧室側最上端部に対して加圧室側に配置され、前記第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記シリンダの加圧室側最上端部に対して加圧室側に配置される。
また上記目的を達成するために本発明の高圧燃料供給ポンプは、シリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させるプランジャと、ポンプボディの外周面から内周側に向かって形成された第一の穴と、前記第一の穴に配置されたリリーフ弁機構と、前記第一の穴と連通して、前記リリーフ弁機構が開弁した場合に前記加圧室で加圧された吐出弁よりも吐出側流路の燃料をダンパ室、又は前記ダンパ室と連通するプランジャシール室に戻す第二の穴と、を備え、前記第一の穴に配置された前記リリーフ弁機構は前記加圧室の反シリンダ側の最上端部よりもシリンダ側に配置され、前記第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記加圧室の反シリンダ側の最上端部に対してシリンダ側に配置される。
また上記目的を達成するために本発明の高圧燃料供給ポンプは、シリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させるプランジャと、ポンプボディの外周面から内周側に向かって形成された第一の穴と、前記第一の穴に配置されたリリーフ弁機構と、前記第一の穴と連通して、前記リリーフ弁機構が開弁した場合に前記加圧室で加圧された吐出弁よりも吐出側流路の燃料をダンパ室、又は前記ダンパ室と連通するプランジャシール室に戻す第二の穴と、を備え、第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記シリンダの加圧室側最上端部に対して加圧室側に配置される。

本発明によれば、大型化・製造コストの増大を抑えつつ、リリーフバルブをポンプボディの内部に配置した高圧燃料供給ポンプを供給する提供することが可能となる。
本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。

本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの図１と別方向から見た縦断面図である。 本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。 本発明の第一、二実施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。 本発明の第二実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明の第二実施例による高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。 発明の第二実施例による高圧燃料供給ポンプの図１と別方向から見た縦断面図である。 本発明の第三実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明の第三、四施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。 本発明の第四実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明の第五実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

まず本発明の第一実施例について図面を用いて詳細に説明する。

図５にはエンジンシステムの全体構成図を示す。破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧燃料供給ポンプと呼ぶ）の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ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、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。

低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｂを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。

電磁吸入弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０により開閉される吸入口を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３０から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送される。そしてＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧燃料供給ポンプである。

高圧燃料供給ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁機構３００への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。

図１は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示し、図２は高圧燃料供給ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図３は高圧燃料供給ポンプを図１と別方向から見た縦断面図である。図４は電磁吸入弁機構３００部の拡大図である。

図１、３に示すように本実施例の高圧燃料供給ポンプは内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部９０に密着して固定される。具体的には図２のポンプボディ１に設けられた取付けフランジ１ａにねじ穴１ｂが形成されており、これに複数のボルトが挿入されることで、取付けフランジ１ａが内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部９０に密着し、固定される。

高圧燃料供給ポンプ取付け部９０とポンプボディ１との間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

ポンプボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、ポンプボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。つまり、プランジャ２はシリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させる。また燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁機構３００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。

シリンダ６はその外周側においてポンプボディ１と圧入され、さらに固定部６ａにおいて、ボディを内週側へ変形させてシリンダを図中上方向へ押圧し、シリンダ６の上端面で加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。

プランジャ２の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３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９２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９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。

また、シールホルダ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の図中下方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いる。これにより、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

図２、３に示すように高圧燃料供給ポンプのポンプボディ１の側面部には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧燃料供給ポンプ内部に供給される。吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、図２に示すポンプボディ１に上下方向に連通した低圧燃料吸入口１０ｂを通って圧力脈動低減機構９に向かう。圧力脈動低減機構９はダンパカバー１４とポンプボディ１の上端面との間に配置され、ポンプボディ１の上端面に配置された保持部材９ａにより下側から支持される。具体的には、圧力脈動低減機構９は２枚のダイアフラムを重ね合わせて構成され、その内部には０．３ＭＰａ〜０．６ＭＰａのガス封入され、外周縁部が溶接で固定される。そのために外周縁部は薄く、内周側に向かって厚くなるようにが構成される。

そして、保持部材９ａの上面には圧力脈動低減機構９の外周縁部を下側から固定するための凸部が形成される。一方でダンパカバー１４の下面には圧力脈動低減機構９の外周縁部を上側から固定するための凸部が形成される。これらの凸部は円形状に形成されており、これらの凸部により挟まれることで圧力脈動低減機構９が固定される。なお、ダンパカバー１４はポンプボディ１の外縁部に対して圧入されて固定されるが、この際に保持部材９ａが弾性変形して、圧力脈動低減機構９を支持する。このようにして圧力脈動低減機構９の上下面には低圧燃料吸入口１０ａ、１０ｂと連通するダンパ室１０ｃが形成される。
なお、図には表れていないが、保持部材９ａには圧力脈動低減機構９の上側と下側とを連通する通路が形成されており、これによりダンパ室１０ｃは圧力脈動低減機構９の上下面に形成される。

ダンパ室１０ｃを通った燃料は次にポンプボディに上下方向に連通して形成された低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。なお、吸入ポート３１ｂは吸入弁シート３１ａを形成する吸入弁シート部材３１に上下方向に連通して形成される。

図２に示すように加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂのストローク（移動距離）を決める吐出弁ストッパ８ｄから構成される。吐出弁ストッパ８ｄとポンプボディ１は当接部８ｅで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。

加圧室１１と吐出弁室１２ａ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。加圧室１１の燃料圧力が、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄと接触し、ストロークが制限される。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される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、吐出弁室１２ａ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を防止でき、高圧燃料供給ポンプの効率低下が抑制できる。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、吐出弁ストッパ８ｄの外周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

以上に説明したように、加圧室１１は、ポンプハウジング１、電磁吸入弁機構３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

図４は電磁吸入弁機構３００の詳細な構成を示す。カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入行程状態にある時は、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。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入ポート３１ｂの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開弁状態になる。３０ａは最大開度を示しており、このとき、吸入弁３０はストッパ３２に接触する。吸入弁３０が開弁することにより、シート部材３１に形成された開口部３１ｃが開口する。燃料は開口部３１ｃを通り、ポンプボディ１に横方向に形成された穴１ｆを介して加圧室１１に流入する。なお、穴１ｆも加圧室１１の一部を構成する。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ上昇行程に移る。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０はロッド３５の外径側に凸となるロッド凸部３５ａを付勢し、無通電状態において吸入弁３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室１１の容積は、プランジャ２の上昇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３０の開口部３０ａを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。

この状態で、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁機構３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。磁気コア３９とアンカー３６との間に磁気吸引力が作用し、磁気コア３９及びアンカー３６が磁気吸引面Ｓで接触する。磁気吸引力はロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってアンカー３６を付勢し、アンカー３６がロッド凸部３５ａと係合して、ロッド３５を吸入弁３０から離れる方向に移動させる。

このとき、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。閉弁後、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し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称する。

すなわち、プランジャ２の下始点から上始点までの間の上昇行程は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁機構３００のコイル４３への通電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４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄ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、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。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４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。 以上のように電磁コイル４３への通電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。

低圧燃料室１０には高圧燃料供給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減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。一度加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３０を通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた圧力脈動低減機構９は、波板状の円盤型金属板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金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャの往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１０ｅにより低圧燃料室１０と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧燃料供給ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。

次に、図１、２等に示すリリーフ弁機構２００について説明する。

リリーフ弁機構２００はリリーフボディ２０１、リリーフ弁２０２、リリーフ弁ホルダ２０３、リリーフばね２０４、ばねストッパ２０５からなる。リリーフボディ２０１には、テーパー形状のシート部２０１ａ設けられている。バルブ２０２はリリーフばね２０４の荷重がバルブホルダ２０３を介して負荷され、シート部２０１ａに押圧され、シート部２０１ａと協働して燃料を遮断している。リリーフ弁２０２の開弁圧力はリリーフばね２０４の荷重によって決定せられる。ばねストッパ２０５はリリーフボディ２０１に圧入固定されており、圧入固定の位置によってリリーフばね２０４の荷重を調整する機構である。

ここで、加圧室１１の燃料が加圧されて吐出弁８ｂが開弁すると、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂを通って、燃料吐出口１２から吐出される。燃料吐出口１２は吐出ジョイント６０に形成されており、吐出ジョイント６０はポンプ本体１に溶接部６１にて溶接固定され燃料通路を確保している。そして本実施例では、吐出ジョイント６０の内部に形成される空間にリリーフ弁機構２００が配置される。つまり、リリーフ弁機構２００の最外径部（本実施例では、リリーフボディ２０１の最外径部）が吐出ジョイント６０の内径部よりも内周側に配置され、かつ、ポンプボディ１を上側から見て、リリーフ弁機構２００がその軸方向において吐出ジョイント６０と少なくとも一部が重なるように配置される。

なお、リリーフ弁機構２００はポンプボディ１に形成された穴部に直接、挿入され、吐出ジョイント６０とは非接触に配置されることが望ましい。これにより吐出ジョイント６０の形状が変わっても、これに対応して、リリーフ弁機構２００の形状を変える必要がなく、低コスト化を図ることが可能である。

つまり、本実施例では図１に示すようにポンプボディ１の外周面から内周側に向かってプランジャ軸方向と直交する方向（横方向）に第一の穴１ｃ（横穴）が形成される。そして、リリーフ弁機構２００は、リリーフボディ２０１がこの第一の穴１ｃ（横穴）に圧入されることで配置される。そして本実施例では第一の穴１ｃ（横穴）と連通して、リリーフ弁機構２００が開弁した場合に、加圧室１１で加圧された吐出弁８ｂよりも吐出側流路の燃料をダンパ室１０ｃに戻す第二の穴１ｄ（縦穴）をポンプボディ１に形成した。

具体的には、リリーフ弁２０２が開弁すると、吐出側流路（燃料吐出口１２）とリリーフボディ２０１の内部空間とが連通する。この内部空間にはリリーフ弁ホルダ２０３、リリーフばね２０４、ばねストッパ２０５が配置される。ばねストッパ２０５をリリーフ弁軸方向に見て中心部には穴が形成され、これによりリリーフボディ２０１の内部空間と第二の穴１ｄ（縦穴）で形成されるリリーフ通路２１３が繋がる。リリーフボディ２０１のばねストッパ２０５が配置される側の端部は開口部になっており、この開口部から、リリーフ弁２０２、リリーフ弁ホルダ２０３、リリーフばね２０４、ばねストッパ２０５の順に挿入されて、リリーフ弁機構２００が構成される。

第二の穴（縦穴）はリリーフばね２０４の外周からダンパ室１０ｃに向かって形成される。そして、リリーフ弁２０２が開弁すると、ばねストッパ２０５の中心部の穴、リリーフボディ２０１の開口部、リリーフ通路２１３を通って、リリーフボディ２０１の内部空間の燃料がダンパ室１０ｃに流れるものである。

高圧燃料供給ポンプが正常に作動している場合、加圧室１１によって加圧された燃料は燃料吐出通路１２ｂを通過して燃料吐出口１２から高圧吐出される。本実施例では、コモンレール２３の目標燃料圧力は３５ＭＰａとする。コモンレール２３内の圧力は時間とともに脈動を繰り返すが平均値が３５ＭＰａである。

加圧行程の開始直後に加圧室１１内の圧力は急上昇してコモンレール２３内の圧力よりも上昇して本実施例ではピーク値で約４３ＭＰａまで上昇し、それに伴い燃料吐出口１２の圧力も上昇して本実施例ではピークで４１．５ＭＰａ程度まで上昇する。本実施例ではピークでリリーフ弁機構２００の開弁圧は４２ＭＰａにセットされており、リリーフ弁機構２００の入り口である燃料吐出口１２の圧力は開弁圧力を超えない設定とし、リリーフ弁機構２００は開弁しない。

次に、異常高圧燃料が発生した場合について述べる。
高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁３００の故障等により、燃料吐出口１２の圧力が異常に高圧になり、リリーフ弁機構２００のセット圧力４２ＭＰａより大きくなると異常高圧燃料はリリーフ通路２１３を介して低圧側であるダンパ室１０ｃにリリーフされる。

低圧側(本実施例ではダンパ室１０ｃ)に異常高圧燃料をリリーフする構成とする利点を記す。吸入行程・戻し行程・吐出行程のすべての工程において高圧燃料供給ポンプの故障等によって発生した異常高圧燃料を低圧へリリーフすることが出来る。一方で、加圧室１１に異常高圧燃料をリリーフする構成とすると、吸入行程・戻し行程のみ異常高圧燃料を加圧室１１へリリーフ可能であり、加圧行程では異常高圧燃料をリリーフすることが出来ない。リリーフバルブの出口が加圧室１１なので、加圧行程では加圧室１１内の圧力が上昇しリリーフバルブの入口と出口の差圧がリリーフスプリングのセット圧力以上にはならない為である。その結果、異常高圧燃料をリリーフする時間が短くなり、リリーフ機能が低下することとなる。

本実施例では、リリーフ弁機構２００はポンプボディ１に装着する前に外部でサブアッセンブリとして組み立てる。組み立てたリリーフ弁機構２００をポンプボディ１に圧入固定後、吐出ジョイント６０をポンプボディ１と溶接固定する。そして本実施例では図１に示すように第一の穴１ｃ（横穴）に配置されたリリーフ弁機構２００はシリンダ６の加圧室側の最上面端部６ｂに対して、少なくとも一部が加圧室側（図１では上側）に配置されるように構成したものである。

つまり、シリンダ６の加圧室側の最上面端部６ｂに対してリリーフ弁機構２００の全てが加圧室１１と反対側（図１では下側）に位置すると、リリーフ弁機構２００、又は第二の穴１ｄ（縦穴）とシリンダ６との間のポンプボディ１が薄くなる。リリーフ弁機構２００が開弁する場合には、リリーフボディ２０１の内部空間や第二の穴１ｄ（縦穴）に異常高圧燃料が流れることになる。したがって、リリーフ弁機構２００、又は第二の穴１ｄ（縦穴）とシリンダ６との間のポンプボディ１をある程度、厚くしておくことは信頼性の観点から重要である。逆に言うと、これが薄いと加圧室との間の厚みが薄くなることになり、異常高圧燃料が流れた場合の信頼性低下を招くことになる。

そこで、上記した本実施例のようにリリーフ弁機構２００を配置することで、この厚みを確保することが可能となり、信頼性向上を図ることが可能である。なお、リリーフ弁機構２００と加圧室１１との厚みを確保するためには図１のように、リリーフ弁機構２００の全てがシリンダ６の加圧室側の最上面端部６ｂに対して上側に位置することが望ましい。

また図１に示すように第一の穴１ｃ（横穴）に配置されたリリーフバルブ機構２００は加圧室１１の反シリンダ側（図１では上側）の最上端部１１ａよりもシリンダ側（図１では下側）に配置されることが望ましい。具体的には、リリーフバルブ機構２００が加圧室１１の反シリンダ側の最上端部１１ａと、シリンダ６の加圧室側の最上面端部６ｂとの間に配置されることが望ましい。

これにより、リリーフバルブ機構２００を、吐出ジョイント６０、電磁吸入弁機構３００、吐出弁機構８と同じ平面上に設けることが可能となり、ポンプボディ１を制作する上で加工性を向上することができる。具体的には、リリーフバルブ機構２００の中心軸、つまりリリーフボディ２０１、リリーフ弁ホルダ２０３、又はばねストッパ２０５の中心軸は、電磁吸入弁機構３００（ロッド３５）の中心軸とほぼ直線上に配置される。したがって、高圧燃料供給ポンプの組み立て性を向上できる。

また図１に示すように第一の穴１ｃ（横穴）の上端部が第二の穴１ｄ（縦穴）と連結する位置１ｅがシリンダ６の加圧室側最上端部６ｂに対して加圧室側（図１では上側）に配置される。そして、第一の穴１ｃ（横穴）の上端部が第二の穴１ｄ（縦穴）と連結する位置１ｅは加圧室１１の反シリンダ側の最上端部１１ａに対して下側に位置することが望ましい。これによりリリーフ弁機構２００、又は第二の穴１ｄ（縦穴）とシリンダ６との間のポンプボディ１の厚みを確保できるので、燃料供給ポンプを小型化にしつつ、信頼性の確保が可能となる。

なお、本実施例では、第一の穴１ｃ（横穴）に対して、ポンプボディ１の開口部２１３ａから第二の穴１ｄ（縦穴）を下方向に向かって形成して、第一の穴１ｃ（横穴）と連通させるだけで、リリーフ通路２１３を容易に形成することが可能である。また、第一の穴１ｃ（横穴）を覆うように吐出ジョイント６０を配置し、吐出ジョイント６０の内側にリリーフバルブ機構２００を配置しているので、ポンプボディ１、高圧燃料供給ポンプの大型化を回避することができる。

リリーフ通路２１３はその全部がプランジャ２の軸方向から見て圧力脈動低減機構９の最外周部に対して内周側に形成する構成とした。これにより、ポンプボディ１を大型化することなく低圧通路１０ｃに異常高圧燃料を開放する構成とすることが可能となる。第一の穴１ｃ（横穴）の径は第二の穴１ｄ（縦穴）の径よりも大きくなるように構成されることが望ましい。第一の穴１ｃ（横穴）のそこでまでリリーフバルブ２００を圧入嵌合しているので、第一の穴の底面はリリーフバルブ２００のストッパの役割を果たしている。

本実施例では、リリーフボディ２０１を有するため、第一の穴１ｃ（横穴）の径はリリーフボディの外径と同一である。また、第二の穴１ｄ（縦穴）に対して、リリーフ弁２０２の下流側のばねストッパ２０５に形成された通路の径が小さくなるように構成されたことが望ましい。異常高圧からリリーフバルブ２００を介して低圧に開放された燃料は、大きな運動量を持つが、このような構成とすることで、この運動量を小さくすることができ、圧力脈動低減機構９やその他の部品の破損を防ぐことが出来る。

リリーフ通路２１３を形成する第二の穴１ｄ（縦穴）が低圧脈動を低減する圧力脈動低減機構９が収納されたダンパ室１０ｃへ開口部２１３ａで開口する。そして、開口部２１３ａと圧力脈動低減機構９の間には、圧力脈動低減機構９を固定して保持するための保持部材９ａが配置される。異常高圧燃料はリリーフ通路２１３を通して開放されるが、その際に開口部２１３ａから開放された燃料は大きな速度を以って低圧通路１０ｃ内に流入し、保持部材９ａに衝突する。これにより、異常高圧燃料が低圧に開放されるとき、その大きな速度によって圧力脈動低減機構９が破損してしまうと言う問題を回避することができる。

なお、保持部材９ａには、ポンプボディ１の開口部２１３ａと同一平面の平面部を付勢することで圧力脈動低減機構９をダンパカバー１４に向けて付勢する弾性部９ｂが形成される。具体的には保持部材９ａは１枚の金属板がプレス加工により形成され、その際に保持部材９ａの底部の一部がポンプボディの開口部２１３ａの側の平面部に向かって切り起こしされることで弾性部が形成される。そして、ダンパカバー１４をポンプボディ１に取り付けるとダンパカバー１４の凸部が圧力脈動低減機構９をポンプボディ１に向かって付勢し、これにより保持部材９ａの切り起こし９ｂがポンプボディ１の平面部を付勢する。
保持部材９ａの切り起こし９ｂはポンプボディ１を上側から見て、開口部２１３ａ以外の箇所を付勢するようにする。これにより保持部材９ａの切り起こし９ｂとポンプボディ１とが確実に接触するようにできるため圧力脈動低減機構９を安定して支持可能となる。

次に本発明の実施例２について説明する。実施例１と同一の符号については同一のものを意味するため説明を省略する。
図６は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示し、図７は高圧燃料供給ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図８は高圧燃料供給ポンプを図６と別方向から見た縦断面図である。実施例１においては吸入ジョイント５１がポンプボディ１に固定されているが、本実施例にダンパカバー１４に吸入ジョイント５１が設けられた高圧燃料供給ポンプである。それ以外の点は第一実施例と同じであり、実施例１と同様の作用、効果を本実施例によっても得ることができる。

次に本発明の実施例３について説明する。実施例１と同一の符号については同一のものを意味するため説明を省略する。
図９は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示し、図１０は本実施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。

本実施例では図９に示すようにポンプボディ１の外周面から内周側に向かってプランジャ軸方向と直交する方向（横方向）に第一の穴１ｃ（横穴）が形成される。そして、リリーフ弁機構２００は、リリーフボディ２０１がこの第一の穴１ｃ（横穴）に圧入されることで配置される。そして本実施例では第一の穴１ｃ（横穴）と連通して、リリーフ弁機構２００が開弁した場合に、加圧室１１で加圧された吐出弁８ｂよりも吐出側流路の燃料をダンパ室１０ｃと連通する副室７ａに戻す第二の穴１ｄ（縦穴）をポンプボディ１に形成した。つまり、第二の穴（縦穴）はリリーフ２０４の外周から副室７ａ（プランジャシール室）に向かって形成される。実施例１では第二の穴１ｄ（縦穴）をポンプボディ１の上側から、下側に向かって形成して第一の穴１ｃ（横穴）と連通させていたが、本実施例では第二の穴１ｄ（縦穴）をポンプボディ１の下側から、上側に向かって形成して第一の穴１ｃ（横穴）と連通させる。実施例１ではリリーフ通路２１３が圧力脈動低減機構９が収納されたダンパ室１０ｃに開口していたのに対して、本実施例ではリリーフ通路２１３を副室７ａに開口している。それ以外の点は第一実施例と同じであり、実施例１と同様の作用、効果を本実施例によっても得ることができる。

本実施例のように、リリーフバルブ２００の出口を副室７ａに接続することの利点を記す。まず、レイアウトの自由度が高いと言う利点がある。実施例１、２のようにダンパ室１０ｃにリリーフバルブ２００の出口を接続することが困難、または不可能な場合でも副室７ａに接続できる場合がある。次に、異常高圧燃料が低圧にリリーフされる際の圧力脈動低減機構９の破損を防ぐことが出る点である。異常高圧からリリーフバルブ２００を介して低圧に開放された燃料は、大きな運動量を持っておりそれが圧力脈動低減機構９に直撃し圧力脈動低減機構９が破損するメカニズムであるが、副室７ａに開放する場合は、その懸念はない。大きな運動量を持った燃料は、シールホルダ７に当たるがシールホルダ７は燃料の運動量では破損しないように剛性を持った設計としているためである。

次に本発明の実施例４について説明する。実施例１と同一の符号については同一のものを意味するため説明を省略する。
図１１は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示す。実施例３においては吸入ジョイント５１がポンプボディ１に固定されていたが、本実施例ではダンパカバー１４に吸入ジョイント５１が設けられた高圧燃料供給ポンプである。それ以外の点は実施例１、又は実施例３と同じであり、実施例１、３と同様の作用、効果を本実施例によっても得ることができる。

次に本発明の実施例５について説明する。実施例１と同一の符号については同一のものを意味するため説明を省略する。
図１２は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示す。
本実施例では、リリーフバルブ２００をサブアッセンブリとして組み立てることはせず、ポンプボディ１の第一の穴１ｃ（横穴）にリリーフばね２０４、リリーフ弁ホルダ２０３、リリーフ弁２０２、リリーフボディ２０１の順に挿入し、リリーフボディ２０１をポンプボディ１に圧入固定する構成である。リリーフ弁のセット圧力調整は、リリーフボディ２０１のポンプボディ１への圧入位置によりリリーフばね２０４のセット荷重を調整することで行う。その後、吐出ジョイント６０をポンプボディ１と溶接固定する。

本構成においては、リリーフばね２０４、リリーフ弁ホルダ２０３、リリーフ弁２０２、リリーフボディ２０１で構成されるリリーフ弁機構２００の全体が加圧室１１の反シリンダ側の端部１１ａよりも反シリンダ側（図１２では上側）に配置されている。具体的には、リリーフバルブ機構２００が加圧室１１の反シリンダ側の最上端部１１ａと、ダンパ室１０ｃとの間に配置されることが望ましい。

また図１２に示すように第一の穴１ｃ（横穴）の上端部が第二の穴１ｄ（縦穴）と連結する位置１ｅが加圧室１１の反シリンダ側の最上端部１１ａに対して上側に位置することが望ましい。なお、本実施例では、第二の穴１ｄ（縦穴）を下方向に向かって形成して、ポンプボディ１を上側から見て加圧室１１と重なる位置に形成することが望ましい。これによりリリーフ弁機構２００を低圧戻しと高圧戻しと双方を生産する場合において、ポンプボディ１の縦穴の形成方向を変えるだけで容易に製造することが可能となる。

なお、第二の穴１ｄ（縦穴）は図１２ではダンパ室１０ｃに繋がるようにしているが、リリーフばね２０４の外周から副室７ａ、又は電磁吸入弁３００が配置される低圧室（吸入通路１０ｄ）に接続するように下側方向に形成しても良い。リリーフ通路２１３はプランジャ２の軸方向から見て圧力脈動低減機構９の最外周部に対して内周側に形成する構成とした。これにより、ポンプボディ１を大型化することなく低圧通路１０ｃに異常高圧燃料を開放する構成とすることが可能となる。

１ ポンプボディ
２ プランジャ
６ シリンダ
７ シールホルダ
８ 吐出弁機構
９ 圧力脈動低減機構
１０ａ 低圧燃料吸入口
１１ 加圧室
１２ 燃料吐出口
１３ プランジャシール
３０ 吸入弁
４０ ロッド付勢ばね
４３ 電磁コイル
１００ 圧力脈動伝播防止機構
１０１ 弁シート
１０２ 弁
１０３ ばね
１０４ ばねストッパ
２００ リリーフバルブ
２０１ リリーフボディ
２０２ バルブホルダ
２０３ リリーフばね
２０４ ばねストッパ
３００ 電磁吸入弁機構

Claims (11)

1. シリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させるプランジャと、
   ポンプボディの外周面から内周側に向かって形成された第一の穴と、
   前記第一の穴に配置されたリリーフ弁機構と、
   前記第一の穴と連通して、前記リリーフ弁機構が開弁した場合に、前記加圧室で加圧された吐出弁よりも吐出側流路の燃料をダンパ室、又は前記ダンパ室と連通するプランジャシール室に戻す第二の穴と、を備え、
   前記第一の穴に配置された前記リリーフ弁機構の少なくとも一部が前記シリンダの加圧室側最上端部に対して加圧室側に配置され、
   前記第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記シリンダの加圧室側最上端部に対して加圧室側に配置される高圧燃料供給ポンプ。
2. シリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させるプランジャと、
   ポンプボディの外周面から内周側に向かって形成された第一の穴と、
   前記第一の穴に配置されたリリーフ弁機構と、
   前記第一の穴と連通して、前記リリーフ弁機構が開弁した場合に前記加圧室で加圧された吐出弁よりも吐出側流路の燃料をダンパ室、又は前記ダンパ室と連通するプランジャシール室に戻す第二の穴と、を備え、
   前記第一の穴に配置された前記リリーフ弁機構は前記加圧室の反シリンダ側の最上端部よりもシリンダ側に配置され、
   前記第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記加圧室の反シリンダ側の最上端部に対してシリンダ側に配置される高圧燃料供給ポンプ。
3. シリンダの内部を往復運動することで加圧室の容積を変化させるプランジャと、
   ポンプボディの外周面から内周側に向かって形成された第一の穴と、
   前記第一の穴に配置されたリリーフ弁機構と、
   前記第一の穴と連通して、前記リリーフ弁機構が開弁した場合に前記加圧室で加圧された吐出弁よりも吐出側流路の燃料をダンパ室、又は前記ダンパ室と連通するプランジャシール室に戻す第二の穴と、を備え、
   前記第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記シリンダの加圧室側最上端部に対して加圧室側に配置される高圧燃料供給ポンプ。
4. 請求項１又は３の何れかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記第一の穴の上端部が前記第二の穴と連結する位置が前記加圧室の反シリンダ側の最上端部に対してシリンダ側に配置される高圧燃料供給ポンプ。
5. 請求項１〜３の何れかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記第一の穴を覆うように吐出ジョイントが取り付けられている高圧燃料供給ポンプ。
6. 請求項１〜３の何れかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記第一の穴のうちリリーフボディの径は前記第二の穴の径よりも大きくなるように構成された高圧燃料供給ポンプ。
7. 請求項１〜３の何れかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記第二の穴が、低圧脈動を低減する圧力脈動低減機構が収納された部屋に開口し、前記部屋に開口した開口部と圧力脈動低減機構の間に圧力脈動低減機構を保持するための保持部材が設けられている高圧燃料供給ポンプ。
8. 請求項７に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記保持部材は、前記圧力脈動低減機構をダンパカバーに向けて付勢する弾性部が形成され、前記弾性部は前記開口部以外の箇所において前記ポンプボディの平面部を付勢する高圧燃料供給ポンプ。
9. 請求項１〜３の何れかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記第二の穴はプランジャ軸方向から見て前記ダンパ室に配置される圧力脈動低減機構の最外周部に対して内周側に形成された高圧燃料供給ポンプ。
10. 請求項１〜３の何れかに記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記第一の穴に配置されるとともに前記リリーフ弁機構のリリーフ弁を付勢するリリーフバネを備え、前記第二の穴は前記リリーフバネの外周から前記ダンパ室、又は前記プランジャシール室に向かって形成された高圧燃料供給ポンプ。
11. 請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記リリーフ弁機構は、前記加圧室の反シリンダ側の最上端部と、前記ダンパ室との間に配置された高圧燃料供給ポンプ。

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