JP6976209B2 - プランジャポンプ - Google Patents

Description

本発明は、プランジャポンプに関するものである。

例えば、特許文献１には、シリンダに挿入されたプランジャを加圧室に向けて往復動させることにより、内部の燃料を加圧する高圧燃料供給ポンプが開示されている。このようなプランジャと加圧室の内壁面との間には間隙が形成され、燃料が充満している。このようなプランジャポンプにおいて、燃料は２０ＭＰａ以上の高圧に加圧されるため、液体である燃料であっても微量ながら圧縮される。燃料の加圧はプランジャが加圧室を減容させることによってなされるので、燃料が圧縮されることを考慮すると加圧室の最大容積がプランジャによって加圧室が減容される容積と等しいとき、加圧室からの吐出量は最大となり容積効率は最大となる。容積効率を向上させるために、上記の間隙などに代表されるデッドボリュームを小さくすることが求められている。

特開２００９−１０８７８４号公報

プランジャが内周壁内を往復動することにより、上記間隙に充満した燃料の内部にはプランジャ軸方向に剪断応力が発生する。このとき、上記間隙の小さいプランジャポンプにおいては、加圧室の内壁面からプランジャの周面に至るまでの燃料の速度は急激に変化するため剪断応力も大きなものとなり、燃料の圧力が急激に低下する。これにより、間隙の燃料では、圧力が局所的に飽和蒸気圧以下となり、キャビテーションが発生する可能性がある。キャビテーションはエロージョンを引き起こしポンプの耐久性に悪影響を及ぼしかねない。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、プランジャポンプにおいて、プランジャの周面におけるキャビテーションを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、筒状の内周壁を持つ加圧室と、ガイド部により前記内周壁が延在する向きに摺動自在に保持された略円筒形状の外周面をもつプランジャとを備えるプランジャポンプであって、前記内周壁は、前記プランジャの軸芯を中心とする周方向の一部に、前記加圧室に連通しかつ前記加圧室に燃料を取り込むための吸入開口を有し、前記周方向における、前記吸入開口の形成位置を避けた位置の少なくとも一部に、前記吸入開口の形成位置におけるプランジャ周面から内周壁内周面までの前記プランジャの径方向の寸法よりも寸法が大きな拡大間隙部が形成されている、という構成を採用する。

第２の手段として、上記第１の手段において、前記内周壁は、前記吸入開口の形成位置に対して前記プランジャを挟んで対向する位置に前記加圧室から燃料を吐出するための吐出開口を有し、前記加圧室は、前記プランジャの軸芯に直交する断面形状が楕円形状とされ、前記吸入開口及び前記吐出開口は、前記内周壁の短軸側に設けられ、前記楕円形状の長軸側の内周壁と前記プランジャ外周面との間隔が前記拡大間隙部となる、という構成を採用する。

第３の手段として、上記第２の手段において、前記プランジャは、前記プランジャの軸芯が前記加圧室の中心を基準として前記吸入開口側に偏心して配置されるという構成を採用する。

第４の手段として、上記第１の手段において、前記内周壁は、前記プランジャの軸芯に直交する断面形状が円形状とされ、前記プランジャの軸芯は、前記円形状の中心を基準として前記吸入開口側に偏心して配置される、という構成を採用する。

第５の手段として、上記第１の手段において、前記拡大間隙部は、前記内周壁に形成される凹部である、という構成を採用する。

第６の手段として、上記第５の手段において、前記内周壁には前記加圧室から燃料を吐出するための吐出開口が設けられ、凹部は、前記周方向において前記吸入開口と前記吐出開口との間に設けられる、という構成を採用する。

第７の手段として、上記第６の手段において、前記凹部は、前記周方向において、前記吸入開口より前記吐出開口に近い領域に設けられる、という構成を採用する。

第８の手段として、上記第６または第７の手段において、前記吸入開口と前記吐出開口とは、前記プランジャの軸芯を挟んで対向しない位置に設けられ、前記凹部は、前記内周壁の内周面に形成されると共に、前記周方向において、前記吸入開口または前記吐出開口に対して前記プランジャの軸芯を挟んで対向する位置に設けられる、という構成を採用する。

本発明によれば、内周壁に拡大間隙部が形成されている。このため、内周壁とプランジャとの間の間隙に存在する燃料内の速度変化は小さく抑えられ、燃料の飽和蒸気圧以下となることを抑制することができる。したがって、プランジャポンプにおいて、プランジャの周面におけるキャビテーションを抑制することが可能である。

本発明の一実施形態のプランジャポンプの概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態におけるプランジャポンプが備える吸入機構の一部を含む拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るプランジャポンプの昇圧プランジャに垂直な面におけるボディ、吸入機構及び吐出機構を含む断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るプランジャポンプの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態のプランジャポンプ１の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のプランジャポンプ１は、ボディ２と、吸入機構３と、昇圧機構４と、吐出機構５と、ダンパ機構６とを備えている。なお、以下の説明では、燃料の昇圧を行うプランジャの軸芯を中心軸Ｌとし、この中心軸Ｌと直交する方向を径方向と称し、径方向における中心軸Ｌ側を径方向内側、径方向における中心軸Ｌと反対側を径方向外側と称する。また、プランジャポンプ１の設置姿勢は限定されないものの、説明の便宜上、図１における上側を上方、図１における下側を下方と称する。

ボディ２は、吸入機構３、昇圧機構４、吐出機構５及びダンパ機構６が取り付けられる基部であり、内部に燃料を案内する燃料流路が形成されている。図１に示すように、本実施形態のプランジャポンプ１においては、燃料流路として、吸入機構３の一部が嵌入される吸入流路Ｒ１と、吐出機構５の一部が嵌入される吐出流路Ｒ２とがボディ２の内部に形成されている。また、ボディ２の内部には、吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２とを繋ぐと共に燃料の加圧が行われる加圧室Ｒ３が設けられている。この加圧室Ｒ３は、径方向においてボディ２の中央部に配置されている。

また、ボディ２の上部には、天面から上方に向けて突出する円筒状の囲壁部２ａが設けられている。この囲壁部２ａは、後述するダンパ室Ｒｄの一部を形成している。また、ボディ２の内部には、ダンパ室Ｒｄの底部（すなわちボディ２の天面）から吸入流路Ｒ１に貫通する供給流路Ｒ４（燃料流路）が形成されている。また、図１には示されていないが、ボディ２は、ダンパ室Ｒｄの外部からダンパ室Ｒｄに燃料を供給する流路等、他の燃料流路も有している。

また、ボディ２は、加圧室Ｒ３から下方に貫通すると共に後述の昇圧プランジャ４ｂが移動可能に収容される円柱状の貫通空間Ｒ５を有している。なお、加圧室Ｒ３を構成する壁面であって、中心軸Ｌを囲む壁面によって、本発明における内周面が形成されている。また、ボディ２は、吸入流路Ｒ１に延出され、後述する吸入弁体３ｂに対して燃料の流れ方向の下流側（径方向内側）から対向配置されるスプリング保持部２ｂを有している。このスプリング保持部２ｂは、吸入弁体３ｂを付勢する後述の吸入スプリング３ｃが取り付けられると共に、吸入弁体３ｂの移動を燃料の流れ方向の下流側（径方向内側）から規制するストッパとしても機能する。

図３は、本実施形態に係るプランジャポンプ１の昇圧プランジャ４ｂの中心軸Ｌに垂直な面におけるボディ２、吸入機構３及び吐出機構５を含む断面図である。
図３（ａ）に示すように、加圧室Ｒ３の内周面に凹部２ｃ（拡大間隙部）が形成されている。この凹部２ｃは、後述する昇圧プランジャ４ｂの周方向において吸入機構３と吐出機構５から離れた最もキャビテーションの発生しやすい位置であって、昇圧プランジャ４ｂの中心軸Ｌを含み吸入機構３の中心を通る平面を挟んで対向する２か所に設けられている。このような凹部２ｃは、昇圧プランジャ４ｂの中心軸Ｌに垂直な面によって切断される形状が円弧状となるような曲面を有している。なお、この凹部２ｃは、昇圧プランジャ４ｂの加圧室Ｒ３側端部の上死点から下死点までの間の少なくとも一部に連なって加圧室Ｒ３に露出するように形成されている。

図２に示すように、吸入機構３は、バルブシート３ａと、吸入弁体３ｂと、吸入スプリング３ｃと、ソレノイドユニット３ｄとを備えている。バルブシート３ａは、吸入流路Ｒ１に配置されており、吸入弁体３ｂにより開閉される開口を有している。吸入弁体３ｂは、バルブシート３ａのボディ径方向内側に配置されており、吸入スプリング３ｃによりボディ径方向に移動可能に保持されている。吸入スプリング３ｃは、ボディ２のスプリング保持部２ｂにボディ径方向内側の端部が外嵌されることにより保持され、ボディ径方向外側の端部が吸入弁体３ｂの中央部に設けられた突部に外嵌されている。この吸入スプリング３ｃは、吸入弁体３ｂの上流側の圧力が下流側の圧力に対して相対的に高くなった場合に、差圧により収縮可能とされた圧縮コイルバネであり、吸入弁体３ｂをボディ径方向外側に向けて付勢している。

ソレノイドユニット３ｄは、ベース部３ｅと、ガイド部材３ｆ（ストッパ）と、吸入プランジャ３ｇ（直動部品）と、吸入スプリング３ｈと、可動コア３ｉと、コイル３ｊと、固定コア３ｋと、コネクタ３ｍと、弾性体３ｎとを備えている。ベース部３ｅは、ボディ２に固定されると共に、ガイド部材３ｆ、吸入プランジャ３ｇ、吸入スプリング３ｈ、可動コア３ｉ、コイル３ｊ、固定コア３ｋ及びコネクタ３ｍを直接あるいは間接的に支持している。このベース部３ｅは、中央部に貫通孔が形成された略円筒状に形状設定されており、先端部がボディ径方向外側からボディ２の吸入流路Ｒ１に挿入されている。

ガイド部材３ｆは、ベース部３ｅと同軸状に配置された略円筒形状の部品であり、ベース部３ｅに設けられた貫通孔に内嵌されている。このガイド部材３ｆは、吸入プランジャ３ｇが径方向に移動可能に挿入される貫通孔を有する内周壁３ｆ１と、内周壁３ｆ１の外周面から突出して設けられると共にベース部３ｅに固定されるガイドフランジ３ｆ２とを有している。

吸入プランジャ３ｇは、軸部３ｇ１と、プランジャフランジ３ｇ２とを有する。軸部３ｇ１は、ガイド部材３ｆの内周壁３ｆ１の貫通孔に移動可能に挿入され、ガイド部材３ｆよりも径方向に長い棒状の部位である。この軸部３ｇ１は、径方向内側の端部がガイド部材３ｆよりもさらに径方向内側に、径方向外側の端部がガイド部材３ｆよりもさらに径方向外側に位置されている。プランジャフランジ３ｇ２は、軸部３ｇ１の外周面から突出して設けられる板状の部位であり、ガイド部材３ｆよりも径方向内側の位置に配置されている。このような吸入プランジャ３ｇは、ガイド部材３ｆの径方向内側の端面と、バルブシート３ａの径方向外側の端面との間で、径方向に移動可能とされている。また、吸入プランジャ３ｇは、プランジャフランジ３ｇ２がフランジストッパ３ｐに径方向外側から当接した場合に径方向内側への移動が規制され、プランジャフランジ３ｇ２がガイド部材３ｆに径方向内側から当接した場合に径方向外側への移動が規制される。また、吸入プランジャ３ｇは、プランジャフランジ３ｇ２がフランジストッパ３ｐに当接する場合には、軸部３ｇ１の径方向内側の端面が、吸入弁体３ｂと当接可能とされている。

吸入スプリング３ｈは、ガイド部材３ｆの内周壁３ｆ１に外嵌された圧縮コイルバネであり、径方向内側の端面がガイド部材３ｆのガイドフランジ３ｆ２に当接され、径方向外側の端面が吸入プランジャ３ｇのプランジャフランジ３ｇ２に当接されている。このような吸入スプリング３ｈは、吸入プランジャ３ｇを径方向内側に付勢している。このような吸入スプリング３ｈは、コイル３ｊに通電されていない場合には、吸入弁体３ｂが開姿勢となるように、吸入プランジャ３ｇを径方向内側に付勢する。

可動コア３ｉは、吸入プランジャ３ｇの軸部３ｇ１の径方向外側の端部に固定されている。この可動コア３ｉは、ベース部３ｅの貫通孔の内部に収容されており、径方向に移動可能とされている。この可動コア３ｉは、コイル３ｊに通電されることで生じる磁界により径方向外側に移動され、コイル３ｊへの通電が停止されると吸入スプリング３ｈの復元力により径方向内側に移動される。コイル３ｊは、ベース部３ｅと略同一の径で巻線が巻回されて略円筒形状とされており、ベース部３ｅの径方向外側の端部と接続されている。このコイル３ｊは、コネクタ３ｍを介して外部より通電されることにより、磁界を発生する。固定コア３ｋは、コイル３ｊの中央に設けられた開口を径方向外側から閉塞するようにコイル３ｊの内部に配設されている。コネクタ３ｍは、固定コア３ｋに支持されており、コイル３ｊと電気的に接続されている。このコネクタ３ｍは、本実施形態のプランジャポンプ１の外部に設置された電源装置（例えば車載用バッテリ）と接続されている。

図１に戻り、昇圧機構４は、バレル４ａと、昇圧プランジャ４ｂと、下部フランジ４ｃと、昇圧スプリング４ｄとを備えている。バレル４ａは、ボディ２の貫通空間Ｒ５に内嵌されており、昇圧プランジャ４ｂを昇降可能に支持する筒状の部品である。昇圧プランジャ４ｂは、上端面がボディ２の加圧室Ｒ３に臨むように昇降可能に保持されている。この昇圧プランジャ４ｂは、下端面が不図示のカムと当接しており、車両に搭載されるエンジンの駆動によりカムが回転されると、カムの回転に応じて昇降される。下部フランジ４ｃは、昇圧プランジャ４ｂの下端部に接続されており、昇圧プランジャ４ｂの周面から径方向外側に突出されている。昇圧スプリング４ｄは、ボディ２と下部フランジ４ｃとの間に介挿された圧縮コイルバネであり、下部フランジ４ｃを介して、下方に向けて昇圧プランジャ４ｂを付勢している。このような昇圧機構４は、昇圧プランジャ４ｂが上昇して加圧室Ｒ３を減容することにより、加圧室Ｒ３内の燃料を昇圧する。

吐出機構５は、吸入機構３に対して昇圧プランジャ４ｂを挟んで対向する位置に配置されている。このような吐出機構５は、吐出ノズル５ａと、吐出バルブシート５ｂと、吐出弁体５ｃと、スプリング保持部５ｄと、吐出スプリング５ｅとを備えている。吐出ノズル５ａは、吐出流路Ｒ２に接続されるようにボディ２に固定された略円筒状の部品であり、本実施形態のプランジャポンプ１によって昇圧された燃料を外部に吐出する。

吐出バルブシート５ｂは、吐出流路Ｒ２の内部であって、吐出機構５の構成部品のうち最も加圧室Ｒ３寄り（径方向内側寄り）に配置されている。この吐出バルブシート５ｂは、吐出弁体５ｃにより開閉される開口を有している。吐出弁体５ｃは、吐出バルブシート５ｂの径方向外側に配置されており、吐出スプリング５ｅにより径方向に移動可能に保持されている。スプリング保持部５ｄは、吐出弁体５ｃを囲うように吐出バルブシート５ｂに外嵌されており、内部に吐出弁体５ｃ及び吐出スプリング５ｅを収容している。このスプリング保持部５ｄは、周面や底面等に貫通孔が設けられた略円筒形状とされており、内部から外部に燃料が通過可能とされている。吐出スプリング５ｅは、スプリング保持部５ｄの内周面と吐出弁体５ｃとの間に介挿された圧縮コイルバネであり、吐出弁体５ｃを径方向内側（吐出バルブシート５ｂ側）に向けて付勢している。

ダンパ機構６は、カバー６ａと、座バネ６ｂと、リテーナ６ｃと、パルセーションダンパ６ｄとを備えている。カバー６ａは、ドーム形に形状設定されており、ボディ２との間にダンパ室Ｒｄを形成するように、ボディ２の囲壁部２ａに固定されている。座バネ６ｂは、ダンパ室Ｒｄの底部（すなわちボディ２の天面）に載置されている。この座バネ６ｂは、リテーナ６ｃの下方に配置されており、リテーナ６ｃをカバー６ａの内周面に向けて付勢している。リテーナ６ｃは、パルセーションダンパ６ｄを保持する略リング状の部材であり、周面に対して複数の貫通孔が形成されている。パルセーションダンパ６ｄは、２枚のダイアフラムを内部空間が形成されるように上下方向に貼り合せた部材であり、リテーナ６ｃに囲まれた領域に収容されている。このパルセーションダンパ６ｄは、ダンパ室Ｒｄの圧力に応じて、圧縮あるいは膨張し、ダンパ室Ｒｄの圧力変動を吸収する。

このような構成を有する本実施形態のプランジャポンプ１では、昇圧プランジャ４ｂが下降され、加圧室Ｒ３の圧力が低下するタイミングに合わせて、吸入機構３のコイル３ｊへの通電を停止（あるいは通電される電流量を低減）する。これによって、吸入スプリング３ｈの復元力によって吸入プランジャ３ｇが径方向内側に移動され、バルブシート３ａと吸入弁体３ｂとの間に隙間が形成される。バルブシート３ａと吸入弁体３ｂとの間に隙間が形成されると、ダンパ室Ｒｄに貯留されていた燃料が供給流路Ｒ４及び吸入流路Ｒ１を通じて加圧室Ｒ３に供給される。なお、コイル３ｊへの通電によって吸入プランジャ３ｇは極短時間で径方向外側に引き戻されるが、加圧室Ｒ３が燃料で満たされて燃料の昇圧が開始されるまでの間は、バルブシート３ａと吸入弁体３ｂとの間に隙間を流れる燃料の圧力によって吸入弁体３ｂが開いた状態が維持される。

吸入行程初期において、昇圧プランジャ４ｂが下降されることにより、加圧室Ｒ３の圧力が低下し、加圧室Ｒ３に流入した燃料が減圧される。そして、昇圧行程において昇圧された燃料の一部は、凹部２ｃに残留する。

なお、吸入行程において、吸入流路Ｒ１及び吐出流路Ｒ２の近傍にでは、昇圧プランジャ４ｂの周囲には燃料が存在する空間が広がっているため急激な減圧は発生しにくい。さらに吸入流路Ｒ１の近傍には、吸入流路Ｒ１を通過して加圧室Ｒ３に流入する燃料が豊富に流通するため減圧が起きたとしても減圧箇所へ燃料が供給されやすく、吐出流路Ｒ２の近傍と比較してより急激な減圧が発生しにくい。これに対して、吸入機構３及び吐出機構５から周方向において離れた位置においては、貫通空間Ｒ５の内周面と昇圧プランジャ４ｂとの間の間隙が小さく、燃料の急激な減圧によるキャビテーションが発生しやすい。本実施形態においては、凹部２ｃには燃料が存在しているため、凹部２ｃの径方向外側の面と昇圧プランジャ４ｂとの間の間隙に存在する燃料内の速度変化は小さく抑えられ、燃料の飽和蒸気圧以下となることを抑制することができる。また、凹部２ｃは前述のとおり、昇圧プランジャ４ｂの加圧室Ｒ３側端部の上死点から下死点までの間の少なくとも一部に連なって加圧室Ｒ３に露出するように形成されているため、昇圧プランジャ４ｂが下降するにしたがって加圧室Ｒ３に凹部２ｃが露出していき、加圧室Ｒ３に流れ込んだ燃料は凹部２ｃの径方向外側の面と昇圧プランジャ４ｂとの間の間隙の内部を通過して昇圧プランジャ４ｂと内周面との間の圧力が低下しやすい隙間に周方向に流れ込見やすくなる。したがって、プランジャポンプにおいて、昇圧プランジャ４ｂの周面におけるキャビテーションを抑制することが可能である。

昇圧プランジャ４ｂが上昇して加圧室Ｒ３が減容され、加圧室Ｒ３内の燃料が昇圧される。燃料が昇圧されると、吸入弁体３ｂが径方向外側に押し戻され、吸入弁体３ｂが閉じた状態となる。なお、吸入弁体３ｂが完全に閉じた状態となるまでの間、昇圧された燃料の一部は吸入流路Ｒ１及び供給流路Ｒ４を通じてダンパ室Ｒｄに逆流する。このとき、パルセーションダンパ６ｄが圧縮され、これによってダンパ室Ｒｄの圧力変動が吸収される。

加圧室Ｒ３において燃料が昇圧されると、吐出機構５の吐出弁体５ｃが径方向外側に押圧されて、吐出弁体５ｃと吐出バルブシート５ｂとの間に隙間が形成される。この結果、加圧室Ｒ３にて昇圧された燃料は、吐出流路Ｒ２及び吐出ノズル５ａを通じて、本実施形態のプランジャポンプ１の外部に吐出される。

このような本実施形態に係るプランジャポンプ１によれば、貫通空間Ｒ５の内周面に形成された凹部２ｃに残留する燃料は、凹部２ｃの径方向外側の面と昇圧プランジャ４ｂとの間の間隙に存在する燃料内の速度変化は小さく抑えられる。これにより燃料が、飽和蒸気圧以下まで減圧されることを防止し、燃料のキャビテーションを抑制することができる。
さらに、凹部２ｃは、局所的な窪みであるため、デッドボリュームの増大を最小限に抑制することができる。

また、凹部２ｃは、キャビテーションが発生しやすい周方向における吸入機構３と吐出機構５から離れた最もキャビテーションの発生しやすい位置に形成されていることにより、より効果的に燃料のキャビテーションを抑制することができる。

また、凹部２ｃの底面形状は、昇圧プランジャ４ｂの中心軸Ｌ方向に対して垂直な断面において、底部形状が円弧状とされている。これにより、凹部２ｃの内部に燃料が流入した際に、凹部２ｃの内部から周方向に向けて燃料が流れ出しやすい。したがって、貫通空間Ｒ５の内周面における燃料のキャビテーションを効果的に抑制することができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態に係るプランジャポンプ１の変形例を第２実施形態として説明する。なお、同一の機構については符号を同一とし、説明を省略する。

図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係るプランジャポンプ１において、吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２とが、昇圧プランジャ４ｂを挟んで角度を形成するように設けられている。すなわち、吸入流路Ｒ１は、昇圧プランジャ４ｂの周方向において、昇圧プランジャ４ｂを挟んで吐出流路Ｒ２と対向しておらず、昇圧プランジャ４ｂを挟んで凹部２ｃと対向している。なお、凹部２ｃは、略三角錐形状であり、底部がすり鉢状とされている。

このような本実施形態に係るプランジャポンプ１によれば、吸入機構３と対向する貫通空間Ｒ５の内周面に凹部２ｃが形成されている。これにより、吸入機構３を取り付けるためにボディ２に形成された開口から、凹部２ｃを形成する加工を行うことが可能であり、凹部２ｃの形成が容易である。

［第３実施形態］
上記第１実施形態に係るプランジャポンプ１の変形例を第３実施形態として説明する。なお、同一の機構については符号を同一とし、説明を省略する。

図３（ｃ）に示すように、本実施形態に係るプランジャポンプ１は、加圧室Ｒ３が、昇圧プランジャ４ｂの中心軸Ｌに直交する断面において楕円形状とされている。また、吸入流路Ｒ１及び吐出流路Ｒ２は、中心軸Ｌを挟んで楕円形状の短軸側において対向して設けられている。さらに、貫通空間Ｒ５に挿入される昇圧プランジャ４ｂは、中心軸Ｌが加圧室Ｒ３の中心を基準として、吸入流路Ｒ１側に偏心した位置に設けられている。これにより、内周壁の吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との間の領域（楕円形状の長軸側の内周壁）において、加圧室Ｒ３の内周面と昇圧プランジャ４ｂとの間に他の間隙より広い間隙（拡大間隙部）が形成される。

このような本実施形態に係るプランジャポンプ１によれば、吸入流路Ｒ１の開口端（吸入開口）から離れるにつれて間隙が広くなるように設定されている。これにより、プランジャ周方向において、最も燃料の急減圧が発生しやすい吸入開口から離れた領域における燃料の急減圧を抑制し、キャビテーションの発生を効果的に抑制することができる。さらに、吸入開口側よりもキャビテーションが発生しやすい吐出開口側の間隙が広く設定されることにより、より効果的にキャビテーションを抑制することができる。

また、凹部２ｃを設けることなく、加圧室Ｒ３と昇圧プランジャ４ｂとの間に広い間隙（拡大間隙部）を形成でき、加圧室Ｒ３の内周面に凹部２ｃを形成する場合と比較して、加工が容易である。

［第４実施形態］
上記第１実施形態に係るプランジャポンプ１の変形例を第４実施形態として説明する。なお、同一の機構については符号を同一とし、説明を省略する。

図３（ｄ）に示すように、本実施形態に係るプランジャポンプ１は、吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２とが、昇圧プランジャ４ｂを挟んで直角を形成するように形成されている。加圧室Ｒ３及び昇圧プランジャ４ｂの断面形状は、それぞれ円形とされており、さらに、加圧室Ｒ３の中心に対して、昇圧プランジャ４ｂの中心が吸入流路Ｒ１側に偏心幅Ｓ１の距離だけ偏心し、吐出流路Ｒ２側へ偏心幅Ｓ２の距離だけ偏心した状態で配置されている。さらに、偏心幅Ｓ２は偏心幅Ｓ１よりも小さく設定されている。これにより、拡大間隙部は、吸入流路Ｒ１の加圧室Ｒ３における開口端（吸入開口）と昇圧プランジャ４ｂとの間隙が小さく、吐出流路Ｒ２の加圧室Ｒ３における開口端（吐出開口）と昇圧プランジャ４ｂとの間隙が吸入開口と昇圧プランジャ４ｂとの間隙よりも広く設定される。さらに、拡大間隙部は、昇圧プランジャ周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との間であって吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との距離が大きい側の領域が、昇圧プランジャ４ｂと加圧室Ｒ３の内壁との間隙が最も広い領域とされている。

このような本実施形態のプランジャポンプ１は、プランジャ周方向において、吸入開口及び吐出開口から離れた最もキャビテーションの発生しやすい領域において、昇圧プランジャ４ｂと加圧室Ｒ３の内周面との間の間隙が広くなるように設定されている。このため、プランジャ周方向において、最も燃料の急減圧が発生しやすい吸入開口及び吐出開口から離れた領域における燃料の急減圧を抑制し、キャビテーションの発生を効果的に抑制することができる。さらに、吸入開口側よりもキャビテーションが発生しやすい吐出開口側の間隙が広く設定されることにより、より効果的にキャビテーションを抑制することができる。

また、本実施形態は、凹部２ｃを設けることなく、加圧室Ｒ３と昇圧プランジャ４ｂとの間に広い間隙（拡大間隙部）を形成でき、加圧室Ｒ３の内周面に凹部２ｃを形成する場合と比較して、形成が容易である。

［第５実施形態］
上記第１実施形態に係るプランジャポンプ１の変形例を第５実施形態として説明する。なお、同一の機構については符号を同一とし、説明を省略する。

図３（ｅ）に示すように、本実施形態に係るプランジャポンプ１は、吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２とが１２０度を形成するように設けられている。そして、加圧室Ｒ３の内周面には、周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との間の領域に２つの凹部２ｃが形成されている。一方の凹部２ｃは、周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との距離が短い領域に設けられている。また、他方の凹部２ｃは、周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との距離が長い領域に設けられている。そして、周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との距離が長い領域に形成された凹部２ｃは、周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との距離が短い領域に形成された凹部２ｃよりも体積が大きく設定されている。

これにより、加圧室Ｒ３における燃料が流入しにくい領域である周方向において吸入流路Ｒ１と吐出流路Ｒ２との間の領域において、吸入行程時に燃料を残存させ、キャビテーションを防止することが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

上記第１実施形態においては、凹部２ｃは、昇圧プランジャ４ｂを挟んで対向する２か所に形成される構成としたが、本発明はこれに限定されない。凹部２ｃは、周方向において吸入機構３と吐出機構５との間の位置であれば、形成される位置が限定されるものではない。

１……プランジャポンプ
２……ボディ
２ａ……囲壁部
４……昇圧機構
４ａ……バレル
４ｂ……昇圧プランジャ
Ｒ３……加圧室
Ｒ５……貫通空間

Claims (8)

1. 筒状の内周壁を持つ加圧室と、ガイド部により前記内周壁が延在する向きに摺動自在に保持された略円筒形状の外周面をもつプランジャとを備えるプランジャポンプであって、
   前記内周壁は、前記プランジャの軸芯を中心とする周方向の一部に、前記加圧室に連通しかつ前記加圧室に燃料を取り込むための吸入開口を有し、
   前記周方向における、前記吸入開口の形成位置を避けた位置の少なくとも一部に、前記吸入開口の形成位置におけるプランジャ周面から内周壁内周面までの前記プランジャの径方向の寸法よりも寸法が大きな拡大間隙部が形成されている
   ことを特徴とするプランジャポンプ。
2. 前記内周壁は、前記吸入開口の形成位置に対して前記プランジャを挟んで対向する位置に前記加圧室から燃料を吐出するための吐出開口を有し、
   前記加圧室は、前記プランジャの軸芯に直交する断面形状が楕円形状とされ、
   前記吸入開口及び前記吐出開口は、前記内周壁の短軸側に設けられ、
   前記楕円形状の長軸側の内周壁と前記プランジャ外周面との間隔が前記拡大間隙部となる
   ことを特徴とする請求項１記載のプランジャポンプ。
3. 前記プランジャは、前記プランジャの軸芯が前記加圧室の中心を基準として前記吸入開口側に偏心して配置されることを特徴とする請求項２記載のプランジャポンプ。
4. 前記内周壁は、前記プランジャの軸芯に直交する断面形状が円形状とされ、
   前記プランジャの軸芯は、前記円形状の中心を基準として前記吸入開口側に偏心して配置される
   ことを特徴とする請求項１記載のプランジャポンプ。
5. 前記拡大間隙部は、前記内周壁に形成される凹部であることを特徴とする請求項１記載のプランジャポンプ。
6. 前記内周壁には前記加圧室から燃料を吐出するための吐出開口が設けられ、
   前記凹部は、前記周方向において前記吸入開口と前記吐出開口との間に設けられることを特徴とする請求項５記載のプランジャポンプ。
7. 前記凹部は、前記周方向において、前記吸入開口より前記吐出開口に近い領域に設けられることを特徴とする請求項６記載のプランジャポンプ。
8. 前記吸入開口と前記吐出開口とは、前記プランジャの軸芯を挟んで対向しない位置に設けられ、
   前記凹部は、前記内周壁の内周面に形成されると共に、前記周方向において、前記吸入開口または前記吐出開口に対して前記プランジャの軸芯を挟んで対向する位置に設けられることを特徴とする請求項６または７に記載のプランジャポンプ。

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