WO2015072080A1

WO2015072080A1 - 高圧ポンプ

Info

Publication number: WO2015072080A1
Application number: PCT/JP2014/005271
Authority: WO
Inventors: 宏史井上; 伊藤　栄次
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-05-21
Also published as: JP6040912B2; JP2015094277A

Abstract

　逆止弁部材（３０１）は、ポンプボディ（１０）の駆動側端面（１０１）とアッパーシート（４５）の鍔部の底面との間に挟持されている。副燃料室（１３）の圧力から連絡通路（１４）の圧力を差し引いた圧力差が所定圧以上のとき、リード弁部（３５）は閉弁状態となる。シリンダ（２０）とプランジャ（４１）との摺動隙間を経由してリークした燃料の発熱やエンジン側から伝わる熱によって温度上昇した副燃料室（１３）の高温燃料は、排出通路（１５）を経由して外部へ排出される。これにより、副燃料室（１３）の高温燃料が連絡通路（１４）を経由して主燃料室（１２）に流入し、ベーパロックを発生することが防止される。リード弁部（３５）が開弁すると、主燃料室（１２）の低温燃料が連絡通路（１４）を経由して副燃料室（１３）に流入する。低温の燃料が流入することで、副燃料室（１３）の燃料が冷却される。

Description

高圧ポンプ

関連出願の相互参照

　本開示は、２０１３年１１月１２日に出願された日本出願番号２０１３－２３３８６９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、エンジンに用いられる高圧ポンプに関する。

　直噴エンジンではインジェクタから高圧の燃料を噴射する必要がある。従来、シリンダの内壁面をプランジャが往復移動することにより、燃料タンクに設置された低圧ポンプから供給される燃料を吸入し、加圧室で加圧してインジェクタ側へ圧送する高圧ポンプが知られている。

　この種の高圧ポンプでは、加圧室からシリンダとプランジャとの摺動隙間を経由して反加圧室側にリークした燃料は、発熱により高温となっている。また、一般にプランジャの反加圧室側の部位はエンジンの近傍に配置され、エンジンからの熱が伝わりやすい。

　例えば特許文献１に開示された高圧ポンプでは、プランジャの反加圧室側に形成された可変容積室の燃料は、リーク燃料の発熱やエンジンからの熱によって高温になりやすい。そこで特許文献１の高圧ポンプは、低圧燃料室と可変容積室とを連通する２つの連通路を形成し、一方の連通路には低圧燃料室から可変容積室への燃料の流れを許容する逆止弁を設け、他方の連通路には可変容積室から低圧燃料室への燃料の流れを許容する逆止弁を設けている。これにより、プランジャの往復移動に伴う可変容積室の容積変化によって、燃料は一方向のみに循環する。

　特許文献１の高圧ポンプでは、低圧燃料室と可変容積室との間で燃料を循環させることによって低圧燃料室の低温燃料を可変容積室に流し込み、可変容積室内の燃料温度を低下させようとしている。しかし、この構成では、可変容積室の高温燃料が低圧燃料室に移動して高圧ポンプ全体に熱を行き渡らせることとなり、燃料の平均温度が次第に上昇する。その結果、低圧燃料室でベーパロックが発生するおそれがある。

　なお、部位の名称について、特許文献１では、プランジャが大径部と小径部とを有する段付き形状であることを前提として、プランジャの往復移動によって容積が変化する「プランジャの反加圧室側の空間」を「可変容積室」と呼んでいる。それに対し、本明細書では、プランジャが単一径の形状である場合も想定し、可変容積室という用語を用いない。代わりに、特許文献１の「低圧燃料室」に相当する空間を「主燃料室」といい、この主燃料室に対してプランジャの反対側に形成される空間を「副燃料室」という。

特開２０１２－１２７２９０号公報

　本開示は、副燃料室内の高温燃料が主燃料室に流入することによるベーパロックの発生を防止する高圧ポンプを提供することを目的とする。

　本開示の一態様によれば、高圧ポンプは、プランジャ、シリンダ、ポンプボディ、底カバー部材、及び逆止弁部材を備える。

　シリンダは、プランジャを摺動可能に収容し、プランジャの一端である加圧端に面し燃料が加圧される加圧室を形成する。また、当該シリンダの加圧室と反対側の端部に面し、加圧室から当該シリンダとプランジャとの摺動隙間を経由してリークした燃料が溜まる副燃料室を形成する。

　ポンプボディは、加圧室より燃料の流れの上流側において燃料入口から燃料が供給される主燃料室、軸方向における加圧室と反対側の端面である駆動側端面に開口し主燃料室と副燃料室とを連通する連絡通路、及び、駆動側端面に開口し副燃料室に溜まった燃料が外部へ排出される排出通路が形成されている。

　底カバー部材は、底面が駆動側端面に対向するようにポンプボディに固定されている。

　逆止弁部材は、ポンプボディの駆動側端面と底カバー部材の底面との間に狭持される。逆止弁部材は、連絡通路の開口を閉塞可能なリード弁部を有し、当該リード弁部の開閉によって、連絡通路における主燃料室から副燃料室への燃料の流れを許容し、副燃料室から主燃料室への燃料の流れを規制する。

　本開示の高圧ポンプでは、リーク燃料の減圧による発熱やエンジン側から伝わる熱によって温度上昇した副燃料室の高温燃料を、逆止弁部材の作用によって、主燃料室に流入させることなく排出通路から高圧ポンプの外部へ排出する。したがって、主燃料室でベーパロックが発生することを防止することができる。

　特にプランジャが段付き形状の構成では、プランジャの上昇時、逆止弁部材のリード弁部が開弁し、主燃料室から副燃料室へ低温燃料が流れる。一方、プランジャの下降時にはリード弁部が閉弁するため、副燃料室の高温燃料は排出通路へ排出される。すなわち、プランジャの往復移動により、燃料を主燃料室から副燃料室を経由して排出通路へ送出するポンプ作用が行われる。

　ここで、逆止弁部材は、リード弁部が形成された第１板と、リード弁部に対応する位置が切り欠かれ、その板厚に応じてリード弁部の最大リフト量を規定する第２板とが重ね合わされていることが好ましい。この構成の逆止弁部材は、プレス成形によって製作することができるため、部品の製造コストを低減することができる。

　また、逆止弁部材は、駆動側端面側に突出し受容凹部に挿入されることでポンプボディに対する回転方向の位置決めをする位置決め突起が設けられていることが好ましい。この場合、排出通路の開口によって受容凹部を構成すれば、専用の受容凹部を加工する工数を省くことができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
本開示の第１実施形態による高圧ポンプの断面図（図２のＩ－Ｏ－Ｉ線断面図）である。図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。図２のＩＩＩ－Ｏ－ＩＩＩ線断面図である。本開示の第１実施形態による逆止弁の閉弁状態を示す図３のＩＶ部拡大断面図である。図４の逆止弁の開弁状態を示す拡大断面図である。本開示の第１実施形態による逆止弁部材の平面図である。図６ＡのＶＩ－Ｏ－ＶＩ線断面図である。本開示の第２実施形態による高圧ポンプの断面図である。本開示の第２実施形態による逆止弁部材の平面図である。図８ＡのＶＩＩＩ－Ｏ－ＶＩＩＩ線断面図である。本開示の第３実施形態による高圧ポンプの断面図である。本開示の第３実施形態による逆止弁部材の平面図である。図１０ＡのＸＢ－Ｏ－ＸＢ線断面図である。本開示の第４実施形態による逆止弁の開弁状態を示す拡大断面図である。本開示の第５実施形態による逆止弁の開弁状態を示す拡大断面図である。本開示の第６実施形態による逆止弁の閉弁状態を示す拡大断面図である。図１３の逆止弁の開弁状態を示す拡大断面図である。本開示の第７実施形態による逆止弁部材の平面図である。

　以下、本開示の高圧ポンプの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態同士で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。

　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態の高圧ポンプについて、図１～図６を参照して説明する。

　まず、本実施形態による高圧ポンプ１の全体構成について、主に図１～図３を参照して説明する。高圧ポンプ１は、車両に搭載されて用いられ、燃料タンクから低圧ポンプによって供給された燃料を加圧し、インジェクタが接続される燃料レールへ吐出する。高圧ポンプ１の燃料入口５５（図２参照）の上流側には低圧ポンプからの配管が接続される。

　以下の説明では便宜上、図１、図３の上側を「上」、下側を「下」として説明する。

　図１～図３に示すように、高圧ポンプ１は、ポンプボディ１０、シリンダ２０、プランジャ部４０、吸入弁部６０、電磁駆動部７０、吐出弁部８０等を備えている。以下、各部の構成について順に説明する。

　［ポンプボディ１０及びシリンダ２０］
　ポンプボディ１０は、高圧ポンプ１の外郭を構成する。また、ポンプボディ１０の下部であるプランジャ部４０は、図示しないエンジンの取付穴に挿入される。カムシャフトの動力がタペットを介してプランジャ４１に伝達されることで高圧ポンプ１は駆動される。以下、ポンプボディ１０のプランジャ部４０側の端面を駆動側端面１０１という。

　ポンプボディ１０は、中心軸Ｏ（図２参照）に沿って貫通するシリンダ挿入穴１１、並びに、シリンダ挿入穴１１に直交する吸入弁ホルダ取付穴１６及び吐出弁ホルダ取付穴１８が形成されている。シリンダ挿入穴１１にはシリンダ２０が挿入される。吸入弁ホルダ取付穴１６及び吐出弁ホルダ取付穴１８には、それぞれ、後述する吸入弁ホルダ６１及び吐出弁ホルダ８１が取り付けられる。図２に示すように、吸入弁ホルダ取付穴１６及び吐出弁ホルダ取付穴１８は、中心軸Ｏに対してほぼ反対側に配置されている。

　本実施形態では、吐出弁ホルダ取付穴１８に対して上下方向に交差するように連絡通路１４が形成されている。連絡通路１４は、ポンプボディ１０を軸方向に縦断し、上部で主燃料室１２の底に開口し、下部で駆動側端面１０１に開口している。

　また、図２に示すように、吸入弁ホルダ取付穴１６及び吐出弁ホルダ取付穴１８とは別の方向に、インレットプラグ穴１７、排出通路１５及び排出プラグ穴１９が形成されている。インレットプラグ穴１７には、インレットプラグ５３がユニオン５４を固定しつつ螺合する。これにより、燃料入口５５からユニオン５４及びインレットプラグ５３内を通りインレットプラグ穴１７に連通する燃料供給経路が形成される。

　排出通路１５は、排出プラグ穴１９に連通し径方向（図３の左右方向）に延びる通路と、駆動側端面１０１に開口し軸方向に延びる通路とがＬ字状に交差している。排出プラグ穴１９には、排出プラグ５６がユニオン５７を固定しつつ螺合する。これにより、排出通路１５から排出プラグ５６及びユニオン５７内を通り排出口５８に連通する燃料排出経路が形成される。排出口５８から排出された高温燃料は、例えば外部の燃料クーラで冷却された後、燃料タンク等に戻される。

　ポンプボディ１０の上部に形成される筒壁１０４には、有底筒状のカバー５１が締結固定され、筒壁１０４とカバー５１との内側に主燃料室１２が形成される。筒壁１０４の上端面とカバー５１との間には、燃料をシールするＯリング５２が設けられている。主燃料室１２は、インレットプラグ穴１７に連通しており、後述する加圧室２２より燃料の流れの上流において燃料入口５５から燃料が供給される。

　主燃料室１２には、２枚のダイアフラムの外縁が接合されたパルセーションダンパ５０が設けられている。パルセーションダンパ５０は、内側の密閉空間に所定圧の気体が密封されており、燃圧の変化に応じて、２枚のダイアフラムが板厚方向に弾性変形することで、主燃料室１２の燃圧脈動を低減する。

　シリンダ２０は、例えば熱処理されたマルテンサイト系のステンレス等で筒状に形成され、ポンプボディ１０のシリンダ挿入穴１１に圧入や焼き嵌めによって挿入され、固定されている。シリンダ２０の主燃料室１２側の端部は、内壁に形成された雌ねじにプラグ２９が螺合することにより液密に閉塞されている。シリンダ２０の下端部２６は、駆動側端面１０１よりも下側、すなわち主燃料室１２と反対側に突出している。

　シリンダ２０にはプランジャ４１が摺動可能に収容される。そして、プラグ２９の下端面２９１とプランジャ４１の加圧端４１２との間に、燃料が加圧される加圧室２２が形成される。また、シリンダ２０は、ポンプボディ１０の吸入弁ホルダ取付穴１６及び吐出弁ホルダ取付穴１８に対応する位置に、それぞれ加圧室２２に連通する吸入連通孔２３及び吐出連通孔２４を有している。

　［プランジャ部４０］
　プランジャ部４０は、プランジャ４１、燃料シール部材４４、アッパーシート４５、オイルシール４６、ロアシート４７、プランジャスプリング４８等から構成されている。

　本実施形態のプランジャ４１は、軸方向の加圧室２２側に、シリンダ２０の内壁に沿って摺動する大径部４１１を有し、加圧室２２と反対側に小径部４１３を有する「段付き形状」を呈している。大径部４１１及び小径部４１３は同軸に形成されている。大径部４１１の端部である加圧端４１２は、加圧室２２に面する。小径部４１３の端部である駆動端４１４にはロアシート４７が結合されている。

　燃料シール部材４４は、小径部４１３の周囲を囲んで装着されている。燃料シール部材４４は、小径部４１３の外周面に摺動可能に接触する内周側のテフロン（登録商標）リングと外周側のＯリングとからなり、小径部４１３の周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ４１の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。この燃料シール部材４４を良好に機能させるため、周囲の燃料温度を所定温度以下に冷却することが望ましい。

　アッパーシート４５の上部の構成について、図４、図５を参照する。アッパーシート４５は、上部に、ポンプボディ１０の駆動側端面１０１と対向する鍔部４５１、及び、鍔部４５１の外縁から軸方向上側に延びる外筒部４５３を有しており、外筒部４５３がポンプボディ１０の外壁１０２に例えば溶接されることでポンプボディ１０に固定されている。ポンプボディ１０の駆動側端面１０１と鍔部４５１の底面４５２との間には、後述する逆止弁部材３０１が狭持されている。

　また、図１、図３に示すように、アッパーシート４５の鍔部４５１の下面は、プランジャスプリング４８の上端を支持している。なお、図４、図５、及び以下の相当する図において、プランジャスプリング４８の図示を省略する。

　アッパーシート４５の中部には、鍔部４５１の内縁から軸方向下側に延びる中筒部４５４が設けられている。中筒部４５４の内壁とシリンダ２０の下端部２６との間の空間は、副燃料室１３を形成する。つまり、アッパーシート４５は、副燃料室１３のシリンダ２０と反対側の境界を区画する。副燃料室１３は、加圧室２２からシリンダ２０とプランジャ４１との摺動隙間を経由してリークした燃料が溜まる。

　また、本実施形態の副燃料室１３は、プランジャ４１の往復移動に伴い、大径部４１１と小径部４１３との断面積差にプランジャ４１の移動距離を乗じた容積が変化する。

　また、アッパーシート４５の中筒部４５４の下部には、小径部４１３の周囲に燃料シール部材４４が収容されている。さらに、アッパーシート４５の下端部には、小径部４１３の周囲を囲んでオイルシール４６が装着されている。オイルシール４６は、小径部４１３の外周面に摺動可能に接触しており、小径部４１３の周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ４１の摺動によるオイルのリークを抑制する。

　このように、本実施形態のアッパーシート４５は、逆止弁部材３０１を狭持する機能、プランジャスプリング４８の上端を支持する機能、副燃料室１３の境界を区画する機能、燃料シール部材４４及びオイルシール４６を保持する機能等を兼ね備えた多機能部材である。その中で、逆止弁部材３０１を狭持する機能の点から、本実施形態のアッパーシート４５は、「底カバー部材」に相当する。

　続いて、プランジャ４１の駆動端４１４に結合されたロアシート４７は、プランジャスプリング４８の下端を支持する。アッパーシート４５とロアシート４７とに両端部を係止されたプランジャスプリング４８は、プランジャ４１の戻しバネとして機能し、プランジャ４１を図示しないタペットに付勢する。

　プランジャ４１は、プランジャスプリング４８の戻しバネ機能によりタペットを介してカムシャフトのカムに当接することで、カムシャフトのプロファイルに沿ってシリンダ２０内を軸方向に往復移動する。このプランジャ４１の往復移動により、加圧室２２の容積が変化し、燃料が吸入され加圧される。

　［吸入弁部６０］
　吸入弁部６０は、吸入弁ホルダ６１、弁座部材６２、及び吸入弁６３等を有する。

　吸入弁ホルダ６１は、筒状に形成され、ポンプボディ１０の吸入弁ホルダ取付穴１６に固定されている。

　吸入弁ホルダ６１の加圧室２２側に弁座部材６２が設けられている。弁座部材６２は、主燃料室１２から燃料通路１２１を通って供給された燃料を加圧室２２に流す吸入通路６４と、吸入通路６４の加圧室２２側の開口部に形成される弁座６５を有する。また、弁座部材６２は、吸入弁６３の軸部６３２を往復移動可能に収容する孔を有する。弁座部材６２と吸入弁ホルダ取付穴１６の底内壁との間には、シール部材６６が設けられている。

　吸入弁６３は、傘部６３１と軸部６３２とフランジ部６３３を有している。傘部６３１は、弁座部材６２の弁座６５に着座可能である。軸部６３２は、弁座部材６２の孔に往復移動可能に収容されている。フランジ部６３３は、軸部６３２に対し傘部６３１と反対側に設けられる。吸入弁スプリング６７は、フランジ部６３３と弁座部材６２との間に設けられ、吸入弁６３を弁座６５側へ付勢する。

　［電磁駆動部７０］
　電磁駆動部７０は、フランジ７１、固定コア７２、可動コア７３、ロッド７４、コイル７５及びロッドスプリング７６等を有する。

　フランジ７１は、吸入弁ホルダ６１の外壁に固定される。可動コア７３は、吸入弁ホルダ６１の内側に往復移動可能に設けられる。可動コア７３に固定されたロッド７４は、吸入弁６３を加圧室２２側に押圧可能である。ロッドスプリング７６は、可動コア７３及びロッド７４を加圧室２２側に付勢する。ガイド部材７７は、吸入弁ホルダ６１の内側に固定され、ロッド７４を軸方向に往復移動可能に支持する。

　固定コア７２は、可動コア７３の加圧室２２と反対側でコイル７５の径方向内側に設けられる。コネクタ７８の端子７８１を通じてコイル７５に通電されると、可動コア７３、固定コア７２、ヨーク７９、フランジ７１等によって構成された磁気回路に磁束が流れ、可動コア７３及びロッド７４は、ロッドスプリング７６の付勢力に抗して固定コア７２側に磁気吸引される。

　一方、コイル７５への通電が停止すると、上述した磁気回路に流れる磁束が消滅し、可動コア７３及びロッド７４は、ロッドスプリング７６の付勢力によって加圧室２２側に付勢される。

　［吐出弁部８０］
　吐出弁部８０は、吐出弁ホルダ８１、吐出弁８２、弁座８３、吐出弁スプリング８４等を有する。

　吐出弁ホルダ８１は、内部に吐出通路８５を有し、吐出弁ホルダ取付穴１８に固定されている。吐出弁ホルダ８１と吐出弁ホルダ取付穴１８の底内壁との間にはシール部材８７が設けられている。吐出弁ホルダ８１の内側にスプリング受部材８６が設けられる。

　吐出弁８２は、ボール弁であり、シリンダ２０の吐出連通孔２４の内壁にテーパ状に形成された弁座８３に着座可能である。吐出弁スプリング８４は、吐出弁８２側からスプリング受部材８６側に向かって拡径するテーパ状に形成され、吐出弁８２を弁座８３に向けて付勢する。

　次に、逆止弁部材３０１の詳細構成について、図４～図６を参照して説明する。

　図４、図５に示すように、逆止弁部材３０１は、ポンプボディ１０の駆動側端面１０１とアッパーシート４５の鍔部４５１の底面４５２との間に挟持されている。

　図６に示すように、逆止弁部材３０１は、例えば鋼板をプレス成形して製作された第１板３１１及び第２板３２１が重ね合わされて構成されている。第１板３１１及び第２板３２１は、いずれも、シリンダ２０の下端部２６が挿通する中央穴３４を有する環状を呈している。また、第１板３１１は板厚が相対的に薄く、第２板３２１は板厚が相対的に厚く形成されている。

　第１板３１１は、径内側を根元部、径外側を先端部とし、板厚方向に作動可能なリード弁部３５が形成されている。

　第２板３２１は、中央穴３４から径方向に切り欠かれた連通路３７、３８２を有している。第２板３２１が第１板３１１に重ね合わされたとき、連通路３７の内側にリード弁部３５の全体が含まれる。すなわち、連通路３７は、リード弁部３５の作動に干渉しないように、リード弁部３５よりも一回り大きく形成されている。

　第１板３１１及び第２板３２１は、ポンプボディ１０の駆動側端面１０１とアッパーシート４５の底面４５２との間に挟持され、回転方向の位置が規制される。このとき、本実施形態では、第１板３１１がアッパーシート４５側（図４、図５の下側）に配置され、第２板３２１がポンプボディ１０側（同図上側）に配置される。また、第１板３１１のリード弁部３５は、連絡通路１４の開口１４１に対向し、駆動側端面１０１側に作動したとき開口１４１を閉塞可能な位置に配置される。これに応じて、第２板３２１の連通路３７は、連絡通路１４の方向に配置される。

　ところで、逆止弁部材３０１が設置される箇所はエンジン取付穴の内側であるため、この部分に溜まる燃料の量が多いと、エンジン側から伝わる熱によって燃料温度が上昇し、ベーパを発生する可能性が高くなる。そこで、燃料が溜まる部分の容積をなるべく小さくするよう、連通路３７、３８２の大きさを必要最小限に設定することが好ましい。

　図４に示すように、副燃料室１３の圧力から連絡通路１４の圧力を差し引いた圧力差が所定圧以上のとき、リード弁部３５は、駆動側端面１０１側に押し付けられ、連絡通路１４の開口１４１を閉塞した閉弁状態となっている。これにより、副燃料室１３の高温燃料が連絡通路１４を経由して主燃料室１２に流入することが規制される。よって、主燃料室１２でのベーパロックの発生を防止することができる。

　一方、図５に示すように、副燃料室１３の圧力から連絡通路１４の圧力を差し引いた圧力差が所定圧を下回ったとき、リード弁部３５はアッパーシート４５側に撓み開弁状態となる。このときのリード弁部３５の最大リフト量Ｌは、第２板３２１の板厚に相当する。すなわち、第２板３２１は、その板厚に応じてリード弁部３５の最大リフト量Ｌを規定する。

　リード弁部３５が開弁すると、連絡通路１４の燃料Ｆは、破線矢印で示すように連通路３７に流れ込み、連通路３７を経由して副燃料室１３に流入する。低温の燃料が流入することで、副燃料室１３の燃料が冷却される。

　また本実施形態では、連絡通路１４と排出通路１５とは中心軸Ｏを中心としてＶ字方向に配置されている（図２参照）ことに対応し、第２板３２１の連通路３８２は、排出通路１５の方向に配置される。したがって、副燃料室１３内の燃料は、連通路３８２を経由して排出通路１５に排出される。

　次に、高圧ポンプ１の作動について説明する。高圧ポンプ１は、プランジャ４１の往復移動に伴って、以下のとおり吸入行程、調量行程、吐出行程を繰り返し、エンジンに必要な量の燃料を加圧して吐出する。この過程で、加圧室２２からシリンダ２０とプランジャ４１との摺動隙間を経由してリークした燃料は、滅圧による発熱によって高温となり副燃料室１３に溜まる。また、副燃料室１３の燃料は、エンジンから伝わる熱によって温度が上昇する。

　本実施形態は、このような副燃料室１３の高温燃料が連絡通路１４を経由して主燃料室１２に流入し、ベーパロックを発生させることを防止する点を特徴としている。そこで、以下では、高圧ポンプ１の基本的作動とともに、特に各行程での副燃料室１３の高温燃料の挙動に注目して説明する。本実施形態は、上述のとおり、プランジャ４１が大径部４１１及び小径部４１３からなる段付き形状の構成であることを前提とする。

　（１）吸入行程
　カムシャフトの回転により、プランジャ４１が上死点から下死点に向かって下降すると加圧室２２の容積が増加し、加圧室２２内の燃料が減圧される。吐出弁８２は弁座８３に着座し、吐出通路８５を閉塞する。吸入弁部６０では、加圧室２２と吸入通路６４との差圧及びロッドスプリング７６の付勢力により、吸入弁６３が吸入弁スプリング６７の付勢力に抗して加圧室２２側へ移動し、開弁状態となる。吸入弁６３の開弁により、主燃料室１２の燃料は、吸入通路６４を経由して加圧室２２に流入する。

　吸入行程では、プランジャ４１の下降により副燃料室１３の容積が減少し、圧力が増加する。一方、主燃料室１２は、燃料通路１２１及び吸入通路６４を経由して燃料が加圧室２２に吸入されるため減圧される。したがって、副燃料室１３の圧力から連絡通路１４の圧力を差し引いた圧力差が大きくなり、逆止弁部材３０１のリード弁部３５が閉弁する。そのため、副燃料室１３の高温燃料は、連絡通路１４に流入せず、逆止弁部材３０１の連通路３８２を経由して排出通路１５から外部へ排出される。

　（２）調量行程
　カムシャフトの回転により、プランジャ４１が下死点から上死点に向かって上昇すると加圧室２２の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル７５への通電が停止されているので、ロッド７４はロッドスプリング７６の付勢力により吸入弁６３を加圧室２２側へ押圧する。そのため、吸入弁６３は開弁状態を維持する。このため、加圧室２２に一度吸入された低圧燃料が主燃料室１２へ戻される。したがって、加圧室２２の圧力は上昇しない。

　調量行程では、プランジャ４１の上昇により副燃料室１３の容積が増大し、圧力が減少する。一方、主燃料室１２は、加圧室２２の燃料が戻されるため圧力が増加する。したがって、副燃料室１３の圧力から連絡通路１４の圧力を差し引いた圧力差が小さくなり、逆止弁部材３０１のリード弁部３５が開弁する。そのため、主燃料室１２の低温燃料が連通路３７を経由して副燃料室１３に流入し、副燃料室１３の燃料温度を低下させる。

　（３）吐出行程
　プランジャ４１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７５へ通電されると、コイル７５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。この磁気吸引力が吸入弁スプリング６７の付勢力とロッドスプリング７６の付勢力との差よりも大きくなると、可動コア７３は固定コア側へ移動する。これにより、吸入弁６３に対するロッド７４の押圧力が解除される。

　すると、吸入弁６３は、吸入弁スプリング６７の付勢力、及び加圧室２２から吸入通路側へ排出される低圧燃料の動圧により、ロッド７４の動作に追従して閉弁方向へ移動し、弁座６５に着座する。これにより、加圧室２２と吸入通路６４とが遮断される。

　吸入弁６３が閉弁した後、加圧室２２の燃料圧力は、プランジャ４１の上昇と共に高くなり、吐出弁８２が開弁する。これにより、加圧室２２で加圧された高圧燃料は燃料出口８８から吐出する。なお、吐出行程の途中でコイル７５への通電が停止される。加圧室２２の燃料圧力が吸入弁６３に作用する力はロッドスプリング７６の付勢力よりも大きいので、吸入弁６３は閉弁状態を維持する。

　また、プランジャ４１の上昇中、逆止弁部材３０１のリード弁部３５は開弁状態を維持する。

　以上のように、プランジャ４１の上昇及び下降サイクルと同期して、副燃料室１３の圧力が連絡通路１４の圧力に対して相対的に変化し、逆止弁部材３０１のリード弁部３５が開閉作動する。リード弁部３５の開弁時には、主燃料室１２の燃料が連絡通路１４を経由して副燃料室１３に流入し、リード弁部３５の閉弁時には、副燃料室１３の燃料が排出通路１５へ排出される。その結果、一方向の燃料の流れが形成される。つまり、高圧ポンプ１において、加圧室２２での主たるポンプ作用とは別の、副燃料室１３における副次的なポンプ作用が発生する。

　次に、本実施形態の効果について説明する。

　（１）本実施形態では、リーク燃料の減圧による発熱やエンジン側から伝わる熱によって温度上昇した副燃料室１３の高温燃料を、逆止弁部材３０１の作用によって、主燃料室１２に流入させることなく排出通路１５から高圧ポンプ１の外部へ排出する。したがって、主燃料室１２でベーパロックが発生することを防止することができる。

　（２）本実施形態では、プランジャ４１が段付き形状の構成であるため、プランジャ４１の往復移動により、燃料を主燃料室１２から副燃料室１３を経由して排出通路１５へ送出するポンプ作用が行われる。したがって、主燃料室１２の低温燃料を積極的に副燃料室１３に流入させ、副燃料室１３の燃料を冷却することができる。これにより、燃料シール部材２４等を良好に機能させることができる。

　（３）本実施形態の逆止弁は、逆止弁部材３０１のリード弁部３５によって構成されているため、高さ方向のスペースを最小とすることができる。また、ポンプボディ１０の駆動側端面１０１とアッパーシート４５の底面４５２との間に狭持されるため、逆止弁部材を取り付けるための専用部材が不要である。

　（４）本実施形態の逆止弁部材３０１は、プレス成形で製作された２枚の板、すなわちリード弁部３５が形成された第１板３１１、及び、リード弁部３５に対応する位置が切り欠かれた第２板３２１を重ね合わせて構成されている。そのため、リード弁部３５の最大リフト量を第２板３２１の板厚によって簡単に調整することができる。また、プレス成形により、部品の製造コストを低減することができる。

　以下、逆止弁部材の形態に関する本開示の他の実施形態について、順に説明する。第２～第７実施形態の逆止弁部材は、いずれもプレス成形で製作されることを想定している。また、基本的に第１実施形態の逆止弁部材３０１と同様の作用効果を有するものである。

　（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態の高圧ポンプ２、及び逆止弁部材３０２を図７、図８に示す。

　図８に示すように、逆止弁部材３０２は、第１実施形態の逆止弁部材３０１に対し、第１板３１２の構成が異なり、第２板３２１は実質的に同一である。第１板３１２には、リード弁部３５に対してＶ字方向に切欠部３８１が形成されている。切欠部３８１の内側には、板を略直角に折り曲げることにより、板面から突出する位置決め突起３６１が形成されている。

　図７に示すように、位置決め突起３６１は、排出通路１５の開口１５１に挿入される。円形の開口１５１に対して位置決め突起３６１の周囲に隙間が残るため、この隙間によって、排出通路１５に排出される燃料の流路が確保される。すなわち、本実施形態では、排出通路１５の開口１５１が「受容凹部」に相当する。

　これにより、ポンプボディ１０に対する第１板３１２の回転方向の位置が位置決めされる。したがって、リード弁部３５が連絡通路１４の開口１４１からずれることを防止することができる。

　（第３実施形態）
　本開示の第３実施形態の高圧ポンプ３、及び逆止弁部材３０３を図９、図１０に示す。

　図１０に示すように、逆止弁部材３０３は、第２実施形態の逆止弁部材３０２に対し、第１板３１２は実質的に同一であり、第２板３２３の構成が異なる。第２板３２３には、連通路３８２の内側に、第１板３１２と同様、板を略直角に折れ曲げることにより、板面から突出する位置決め突起３６２が形成されている。位置決め突起３６２は、位置決め突起３６１に近接した位置に設けられる。

　図９に示すように、２つの位置決め突起３６１、３６２は、いずれも排出通路１５の開口１５１に燃料の流路を確保しつつ挿入されている。

　これにより、逆止弁部材３０３では、ポンプボディ１０に対する第１板３１２及び第２板３２３の回転方向の位置が位置決めされる。したがって、リード弁部３５が連絡通路１４の開口１４１からずれることを防止することができ、さらに、リード弁部３５と連通路３７とがずれることを防止することができる。

　（第４、第５実施形態）
　図１１に示す第４実施形態の逆止弁部材３０４は、上記第１～第３実施形態の逆止弁部材３０１、３０２、３０３とは逆に、リード弁部３５４を有する第１板３１４がポンプボディ１０側に配置され、第２板３２４がアッパーシート４５側に配置されている。

　リード弁部３５４は、第１板３１４の本体と同一面上にあるとき、開口１４１を閉塞する。また、リード弁部３５４は、副燃料室１３と連絡通路１４との圧力差によってアッパーシート４５側に撓んだとき、図１１に示す開弁状態となる。このときのリード弁部３５４の最大リフト量Ｌは、第２板３２４の板厚に相当する。

　図１２に示す第５実施形態の逆止弁部材３０５は、第４実施形態と同様、第１板３１５がポンプボディ１０に配置され、第４実施形態と実質的に同一の第２板３２４がアッパーシート４５側に配置されている。第１板３１５に形成されたリード弁部３５５は、第４実施形態のリード弁部３５４に比べ根元側から先端側までほぼ真っ直ぐに突っ張った形状のまま開弁する。このように、開弁時のリード弁部の撓み具合は、材質や表面処理によって適宜調整してよい。

　（第６実施形態）
　図１３に閉弁状態、図１４に開弁状態を示すように、第６実施形態の逆止弁部材３０６は、ポンプボディ１０側に設けられる第１板３１６、アッパーシート４５側に設けられる第２板３２６、及び、第１板３１６と第２板３２６との間に設けられるサポート板３３６の３枚から構成されている。サポート板３３６は、第１板３１６より板厚が厚く、リード弁部３５に対応する位置に規制部３９が形成されている。規制部３９は、リード弁部３５の開弁時の限界位置を規制する。

　これにより、リード弁部３５の過大な変形を防止し、開弁時の流路面積を安定して確保することができるとともに、リード弁部の信頼性を確保できる。

　（第７実施形態）
　図１５に示すように、第７実施形態の逆止弁部材３０７は、第１実施形態の逆止弁部材３０１（図６参照）に対し、リード弁部４が周方向に延びるように形成されている。連絡通路逃がし溝部３７７は、中央穴３４から径方向（図１５の上方向）に延びてから、周方向に向きを変え、リード弁部３５７に沿って形成されている。

　これにより、リード弁部３５７の長さを長くすることができるため、開弁時のリフト量を確保するのに有利となる。

　（その他の実施形態）
　（Ａ）上記実施形態では、逆止弁部材３０２、３０３の位置決め突起３６１、３６２が挿入される受容凹部を排出通路１５の開口１５１が兼ねている。他の実施形態では、ポンプボディ１０の駆動側端面１０１に開口する受容凹部を、排出通路１５とは別に形成してもよい。

　（Ｂ）逆止弁部材は、上記実施形態のようにプレス成形に限らず、切削加工等の方法によって製作されてもよい。また、位置決め突起は、板を折り曲げる方法に限らず、ピン、パイプ等の部材を板に圧入や溶接することによって形成してもよい。

　（Ｃ）ポンプボディ１０の駆動側端面１０１との間に逆止弁部材を狭持する「底カバー部材」は、上記実施形態のようにアッパーシート４５の鍔部４５１が構成する形態に限らず、他の専用部材によって構成してもよい。

　（Ｄ）プランジャは、図１、図３等に図示するように、大径部４１１及び小径部４１３を有する段付き形状に限らず、外径一定の「段の無い」形状としてもよい。

　（Ｅ）上記実施形態の高圧ポンプ１等では、連絡通路１４と排出通路１５とは中心軸Ｏを中心としてＶ字方向に配置されている。これに対し、他の実施形態では、連絡通路１４と排出通路１５との配置は適宜設定してよい。また、連絡通路１４は吐出弁ホルダ取付穴１８と交差せず、独立して形成されてもよい。この連絡通路１４と排出通路１５との配置に対応し、逆止弁部材のリード弁部３５と排出通路１５側の連通路３８２との配置を適宜設定してよい。

　（Ｆ）プランジャが往復可能に収容されるシリンダは、別体のシリンダ２０をポンプボディ１０に挿入する形態に限らず、ポンプボディに直接形成されてもよい。

　（Ｇ）逆止弁部材に関する構成以外の高圧ポンプ各部の構成は上記実施形態に限定されない。例えば、主燃料室１２にパルセーションダンパ５０が設けられなくてもよい。吸入弁６３は、上記実施形態のようにノーマリーオープン式でなくノーマリークローズ式であってもよい。

　以上、本開示は、このような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施することができる。

Claims

　プランジャ（４１）と、
　前記プランジャを摺動可能に収容し、前記プランジャの一端である加圧端（４１２）に面し燃料が加圧される加圧室（２２）を形成するシリンダ（２０）であって、当該シリンダの前記加圧室と反対側の端部（２６）に面し、前記加圧室から当該シリンダと前記プランジャとの摺動隙間を経由してリークした燃料が溜まる副燃料室（１３）を形成するシリンダと、
　前記加圧室より燃料の流れの上流側において燃料入口（５５）から燃料が供給される主燃料室（１２）、軸方向における前記加圧室と反対側の端面である駆動側端面（１０１）に開口し前記主燃料室（１２）と前記副燃料室とを連通する連絡通路（１４）、及び、前記駆動側端面に開口し前記副燃料室に溜まった燃料が外部へ排出される排出通路（１５）が形成されているポンプボディ（１０）と、
　底面（４５２）が前記駆動側端面に対向するように前記ポンプボディに固定された底カバー部材（４５）と、
　前記ポンプボディの前記駆動側端面と前記底カバー部材の底面との間に狭持され、前記連絡通路の開口（１４１）を閉塞可能なリード弁部（３５、３５４、３５５、３５７）を有し、当該リード弁部の開閉によって、前記連絡通路における前記主燃料室から前記副燃料室への燃料の流れを許容し、前記副燃料室から前記主燃料室への燃料の流れを規制する逆止弁部材（３０１－３０７）と、
　を備える高圧ポンプ。
　前記逆止弁部材は、
　前記リード弁部が形成された第１板（３１１－３１６）と、
　前記リード弁部に対応する位置が切り欠かれ、その板厚に応じて前記リード弁部の最大リフト量を規定する第２板（３２１－３２６）と、
　が重ね合わされている請求項１に記載の高圧ポンプ。
　前記逆止弁部材（３０６）は、
　前記リード弁部の開弁時の限界位置を規制する規制部（３９）を有するサポート板（３３６）をさらに備えている請求項２に記載の高圧ポンプ。
　前記ポンプボディは、前記連絡通路とは異なる位置で前記駆動側端面に開口する受容凹部を有しており、
　前記逆止弁部材（３０２、３０３）は、
　前記駆動側端面側に突出し前記受容凹部に挿入されることで前記ポンプボディに対する前記第１板又は前記第２板の回転方向の位置決めをする位置決め突起（３６１、３６２）が設けられている請求項２または３に記載の高圧ポンプ（２、３）。
　前記受容凹部は、前記排出通路の開口（１５１）によって構成され、
　前記位置決め突起は、前記排出通路の開口に燃料の流路を確保しつつ挿入されている請求項４に記載の高圧ポンプ。
　前記位置決め突起は、板状の部材が前記駆動側端面側に折り曲げられることにより形成されている請求項４または５に記載の高圧ポンプ。
　前記プランジャは、軸方向の前記加圧室側に前記シリンダの内壁に沿って摺動する大径部（４１１）を有し、軸方向の前記加圧室と反対側に小径部（４１３）を有しており、
　前記副燃料室は、前記プランジャの往復移動によって容積が変化する請求項１～６のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。