JP5529681B2 - 定残圧弁 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン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し、特に車両用の筒内噴射式内燃機関の燃料供給装置に用いられる定残圧弁に好適なものである。

従来、エンジン、特に車両用の筒内噴射式内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置には、燃料タンクから供給される燃料を加圧する高圧ポンプが設けられる。高圧ポンプは、エンジンの回転に伴い往復移動するプランジャにより加圧室に吸入した燃料を加圧し、デリバリパイプへ吐出する。デリバリパイプに蓄圧された燃料は、インジェクタからエンジンの各気筒内に噴射される。

この種の燃料供給装置には、高圧ポンプの加圧室とデリバリパイプとを連通する連通路に定残圧弁が設けられる（特許文献１参照）。
定残圧弁は、エンジン停止後及びアクセルオフ時、デリバリパイプ内の燃圧を速やかに低下し、所定圧で維持する。これにより、エンジン停止後、インジェクタから気筒内への燃料漏れが抑制されるとともに、ベーパの発生が抑制される。したがって、エンジンの再始動時のエミッションの悪化が抑制され、ベーパによるエンジンの再始動性の悪化が抑制される。
また、アクセルオフ後、再びアクセルが踏み込まれるとき、インジェクタから気筒内への燃料噴射量を適切に制御することが可能となる。したがって、加速移行時のショックが抑制されるとともに、燃費の悪化及びエミッションの悪化が抑制される。

特開２００９−１２１３９５号公報

しかしながら、エンジンの運転時、高圧ポンプの加圧室に燃料が吸入される吸入行程において、加圧室の燃圧がデリバリパイプの燃圧より小さくなると、定残圧弁は連通路を開放する。このため、連通路を経由し、デリバリパイプから加圧室へ燃料が吸い戻される。
特にエンジンの始動時はエンジンの回転数が低いので、高圧ポンプの吸入行程及び吐出行程の時間が長くなる。これにより、吸入行程でデリバリパイプから加圧室に吸い戻される流量が増える。このため、高圧ポンプの吐出量に対し、吸い戻される流量の割合が大きくなり、高圧ポンプの吐出効率が悪化するおそれがある。この結果、燃料の昇圧が不十分となり、エンジンの始動性が悪化することが懸念される。また、高圧ポンプの吐出効率が悪化に伴い、プランジャを往復移動させるエンジンの負荷が大きくなると、燃費が悪化することが懸念される。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧ポンプの吐出効率を高めることの可能な定残圧弁及びこれを用いた燃料供給装置を提供することにある。

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、プランジャの往復移動により燃料を加圧する加圧室と、この加圧室で加圧された燃料の流れる高圧側通路とを連通する連通路に設けられる定残圧弁は、弁体、付勢手段および流量制御手段を備える。
弁体は、連通路の内壁に形成された弁座に着座することで連通路を閉塞し、弁座から離座することで連通路を開放する。付勢手段は、弁体を弁座側へ付勢する。流量制御手段は、連通路の内壁に摺接可能な摺接部を有し、弁体と共に移動することで、弁体が開弁を開始するときの連通路の開口断面積より弁体が全開したときの連通路の開口断面積を大きくする。
エンジンの運転時、プランジャの往復移動によって高圧側通路の燃圧よりも加圧室の燃圧が小さくなると、弁体が弁座から離座する。弁体が開弁した直後は、連通路の内壁と摺接部との間の微小隙間を燃料が流れるので、連通路の開口断面積が小さく、高圧側通路から加圧室に吸い戻される燃料の流量が少ない。このため、加圧室から高圧側通路に圧送される流量に対し、高圧側通路から加圧室に吸い戻される流量の割合が小さくなる。したがって、加圧室で燃料を加圧する高圧ポンプの吐出効率を高めることができる。
一方、エンジンの停止時及びアクセルオフ時には、高圧側通路の燃圧が所定圧に低下するまで弁体が全開位置に留まるので、連通路の開口断面積が大きくなり、高圧側通路の燃圧は速やかに低下する。高圧側通路の燃圧が所定圧になると定残圧弁は閉弁し、高圧側通路の燃圧がその所定圧で維持される。したがって、定残圧弁の本来の機能が発揮され、エンジンの再始動時のエミッションの悪化、再始動性の悪化が抑制される。また、アクセルオフ後、再度アクセルを踏み込むときの加速ショックが抑制されるとともに、燃費の悪化及びエミッションの悪化が抑制される。
さらに、弁体と別体で形成される流量制御手段は、付勢手段よりも付勢力の小さい第２付勢手段により弁体側へ付勢される。これにより、弁体と流量制御手段とを容易に同軸にすることが可能となり、連通路の内壁と流量制御手段とを滑らかに摺動させることができる。したがって、エンジンの停止時及びアクセルオフ時、高圧側通路の燃圧を速やかに低下させることができる。

請求項２に係る発明によると、連通路は、摺接部に摺接する小径部と、この小径部より下流側で小径部より内径の大きい大径部とを有する。弁体が全閉位置にあるとき、摺接部は小径部の径内側に位置する。弁体が全開位置にあるとき、摺接部は大径部の径内側に位置する。摺接部が小径部の径内側に位置すると、摺接部の外壁と小径部の内壁との間に微小隙間が形成される。このため、弁体が開弁を開始した直後の連通路の開口断面積が小さくなる。摺接部が大径部の径内側に位置すると、摺接部の外壁と大径部の内壁との間の開口断面積が大きくなる。

請求項３に係る発明によると、摺接部は、その径方向の外壁と小径部の内壁との間に燃料の流通を制御可能な微小隙間を形成する。微小隙間による開口断面積の設定により、開弁開始時の流量を制御することが可能になる。これにより、高圧ポンプの吸入行程時に高圧側通路から加圧室に吸い戻される流量を制御し、高圧ポンプの吐出効率を高めることができる。

請求項４に係る発明は、上述した請求項１〜３のいずれか一項に記載の定残圧弁を備えた燃料供給装置の発明である。燃料供給装置は、軸方向に往復移動可能なプランジャ及び加圧室を有する高圧ポンプと、この高圧ポンプの加圧室で加圧された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに蓄圧された燃料をエンジンの気筒内へ噴射するインジェクタを備える。これにより、燃料供給装置は、高圧ポンプの吐出効率を高め、かつ、エンジンの停止時及びアクセルオフ時にはデリバリパイプの燃圧を速やかに低下し、所定圧で維持することができる。

本発明の第１実施形態による定残圧弁の断面図である。 本発明の第１実施形態による定残圧弁の適用される燃料供給装置の構成図である。 図１のＩＩＩ部分の拡大図である。 本発明の第１実施形態による定残圧弁の開弁状態を示す断面図である。 図３のＶ−Ｖ線の断面図である。 本発明の第１実施形態による定残圧弁と従来の定残圧弁とを比較した特性図である。 本発明の第１実施形態による定残圧弁と従来の定残圧弁とを比較した特性図である。 本発明の第１実施形態による定残圧弁と従来の定残圧弁とを比較した特性図である。 本発明の第２実施形態による定残圧弁の要部断面図である。 本発明の第３実施形態による定残圧弁の断面図である。 本発明の第４実施形態による定残圧弁の断面図である。

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実施形態の定残圧弁を図１〜図８に示す。
本実施形態の定残圧弁は、図２に示すように、エンジン、特に車両用の筒内噴射式内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置１に用いられる。燃料供給装置１では、燃料タンク２の燃料が低圧ポンプ３によって汲み上げられ、高圧ポンプ１０に供給される。高圧ポンプ１０は、プランジャ１１の往復移動により加圧室１２に吸入した燃料を加圧する。

高圧ポンプ１０は、プランジャ１１、吸入弁２０、電磁駆動部３０、吐出弁４０等から構成されている。
プランジャ１１は、略円柱状に形成され、軸方向に往復移動可能に設けられている。プランジャ１１の一方の側に加圧室１２が形成されている。プランジャ１１の加圧室１２と反対側にリフタ１３が設けられている。リフタ１３は、コイルスプリング１４によって、カムシャフト１５に押し付けられている。図示しないエンジンの回転に伴ってカムシャフト１５が回転することで、プランジャ１１は軸方向に往復移動する。このプランジャ１１の往復移動により加圧室１２の容積が変化することで、燃料が加圧室１２に吸入され、加圧される。

高圧ポンプ１０の燃料入口と加圧室１２とを接続する供給通路１６に設けられる吸入弁２０は、電磁駆動部３０の作動により、供給通路１６を開閉する。
電磁駆動部３０側に設けられたスプリング３１は、可動子３２を加圧室１２側に付勢している。電磁駆動部３０側のスプリング３１の荷重は、吸入弁２０の弁体２１を加圧室１２側から電磁駆動部３０側へ付勢するスプリング２２の荷重よりも大きく設定されている。このため、電磁駆動部３０に通電されていないとき、電磁駆動部３０側のスプリング３１によって、可動子３２は加圧室１２側に付勢される。このため、一端が可動子３２に当接し、他端が吸入弁２０の弁体２１に当接する図示しないニードルを介し、吸入弁２０の弁体２１は加圧室１２側へ付勢されている。これにより、吸入弁２０の弁体２１は弁座２３から離座し、供給通路１６を開放する。
一方、電磁駆動部３０のコイル３３に通電されると、コイル３３の発生する磁力により可動子３２が加圧室１２側から離れる方向へ移動する。このため、吸入弁２０の弁体２１は、加圧室１２側のスプリング２２の弾性力と加圧室１２から供給通路１６へ流れる燃料の流れにより加圧室１２から離れる方向へ移動する。これにより、吸入弁２０の弁体２１は弁座２３に着座し、供給通路１６を閉塞する。

加圧室１２と高圧ポンプ１０の燃料出口とを接続する吐出通路１７に設けられる吐出弁４０は吐出通路１７を開閉する。吐出弁４０は、吐出弁４０の弁体４１が加圧室１２側の燃料から受ける力が、吐出弁４０の弁体４１を加圧室１２側へ付勢するスプリング４２の弾性力と吐出弁４０の弁体４１がデリバリパイプ４側の燃料から受ける力との和より大きくなるとき吐出通路１７を開放する。
また、吐出弁４０は、吐出弁４０の弁体４１が加圧室１２側の燃料から受ける力が、吐出弁４０の弁体４１を加圧室１２側へ付勢するスプリング４２の弾性力と吐出弁４０の弁体４１がデリバリパイプ４側の燃料から受ける力との和より小さいとき吐出通路１７を閉塞する。

吐出弁４０が開弁すると、吐出通路１７から吐出された高圧燃料は高圧燃料配管５を経由してデリバリパイプ４に圧送される。デリバリパイプ４に蓄圧された高圧燃料は、このデリバリパイプ４に接続するインジェクタ６からエンジンの各気筒に噴射される。
デリバリパイプ４内の燃圧は圧力センサ７によって検出され、コントローラ８へ伝送される。コントローラは、圧力センサ７、図示しないアクセル開度センサ、及びカムシャフト１５の図示しない回転角センサ等からの出力に基づき、高圧ポンプ１０の電磁駆動部３０等、エンジンの各部を制御する。

高圧ポンプ１０の加圧室１２と高圧燃料配管５とを連通する連通路９にリリーフ弁５０及び定残圧弁６０から構成される圧力制御弁が設けられる。
なお、連通路９は、高圧ポンプ１０の吐出通路１７と高圧ポンプ１０の加圧室１２とを連通してもよく、または、デリバリパイプ４と高圧ポンプ１０の加圧室１２とを連通してもよい。つまり、加圧室１２で加圧された燃料が流れる吐出通路１７、高圧燃料配管５及びデリバリパイプ４等が特許請求の範囲に記載の「高圧側通路」に相当する。

図１に示すように、リリーフ弁５０は、リリーフ弁体５１、アジャストパイプ５２及びリリーフスプリング５３等から構成されている。リリーフ弁体５１は、筒状に形成され、連通路９を軸方向に往復移動可能に設けられる。リリーフ弁体５１は、連通路９の内壁に形成されたリリーフ弁用弁座５４に着座することによりリリーフ弁体５１の径外側の連通路９を閉塞し、リリーフ弁用弁座５４から離座することによりリリーフ弁体５１の径外側の連通路９を開放する。
アジャストパイプ５２は、リリーフ弁体５１のリリーフ弁用弁座５４と反対側で、連通路９の内壁に固定されている。リリーフスプリング５３は、一端がリリーフ弁体５１に係止され、他端がアジャストパイプ５２に係止されている。リリーフスプリング５３は、リリーフ弁体５１をリリーフ弁用弁座５４側へ付勢している。リリーフスプリング５３の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、例えばエンジンの通常運転におけるデリバリパイプ４の燃圧以上、電磁式のインジェクタ６が燃料噴射不能となる圧力未満でリリーフ弁体５１が開弁するようにリリーフスプリング５３の荷重が設定される。

定残圧弁６０は、弁体６１、支持体６２、付勢手段としての第１スプリング６３、スプリングストッパ６４及び流量制御手段７０等から構成されている。これらは、リリーフ弁体５１の内側に形成された内側連通路５５に収容されている。この内側連通路５５も特許請求の範囲に記載の「連通路」に相当する。
内側連通路５５には、弁体６１が着座及び離座可能な弁座６５を有する凹テーパ部５６が形成される。この凹テーパ部５６が特許請求の範囲に記載の「大径部」に相当する。
凹テーパ部５６の上流側には、流量制御手段７０が収容される小径部５７が形成される。

定残圧弁６０の弁体６１は、球状に形成されている。弁体６１は、弁座６５に着座することで内側連通路５５を閉塞し、弁座６５から離座することで内側連通路５５を開放する。
弁体６１の弁座６５と反対側に略円柱状の支持体６２が設けられている。支持体６２は、弁体６１側の端部が略半球状に凹み、弁体６１を支持するとともに、第１スプリング６３の座屈を抑制する。支持体６２の径方向の外壁には軸方向に延びる図示しない面取りが形成されており、その面取りと内側連通路５５の内壁との間を燃料が流通可能になっている。

スプリングストッパ６４は、内側連通路５５の内壁に圧入されている。スプリングストッパ６４の中央部には軸方向に通じる通孔６６が形成され、その通孔６６を燃料が流通可能になっている。
第１スプリング６３は、圧縮コイルスプリングであり、一端がスプリングストッパ６４に係止され、他端が支持体６２に係止されている。第１スプリング６３は、支持体６２と弁体６１を弁座６５側へ付勢している。
第１スプリング６３の荷重は任意に設定可能である。本実施形態では、デリバリパイプ４内の燃圧が所定圧以上で定残圧弁６０が開弁するように、第１スプリング６３と後述する第２付勢手段としての第２スプリング６７との差分の荷重が設定される。定残圧弁６０が開弁する所定圧は、例えばエンジンの停止後にデリバリパイプ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６からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力が例示される。

図３〜図５に示すように、弁体６１の上流側に流量制御手段７０が設けられている。流量制御手段７０は、円柱状の摺接部７１と、この摺接部７１の上流側に設けられる係止部７２とから構成される。摺接部７１は、その外径が内側連通路５５の小径部５７の内径より僅かに小さく形成され、その小径部５７の内壁に摺接可能である。摺接部７１の径方向の外壁と小径部５７の内壁との間には微小隙間５８（図５参照）が形成される。なお、摺接部７１は、弁体６１側の端部が略半球状に凹み、開弁時に弁体６１が径方向へ移動することを抑制している。
係止部７２は、図３の紙面上下方向に延びる略直方体状に形成され、図５に示すように、その径方向の両端が摺接部７１の径方向の外壁と同一半径の円弧状に形成されている。したがって、係止部７２も小径部５７の内壁に摺接可能である。係止部７２は、流量制御手段７０の上流側に設けられた第２スプリング６７を係止する。第２スプリング６７の荷重は、第１スプリング６３の荷重より小さく設定され、流量制御手段７０を弁体６１側に付勢している。したがって、弁体６１と流量制御手段７０とは軸方向に共に移動する。

図３に示すように、定残圧弁６０の弁体６１が全閉位置にあるとき、摺接部７１は、小径部５７の径内側に位置し、小径部５７の内壁との間に微小隙間５８を形成する。このため、弁体６１が開弁を開始するときの内側連通路５５の開口断面積は、微小隙間５８の開口断面積となり、燃料の流れが制御される。なお、微小隙間５８の開口断面積は、後述するオリフィス５９の開口断面積より小さく設定される。
一方、図４に示すように、定残圧弁６０の弁体６１が全開位置にあるとき、摺接部７１は、凹テーパ部５６の径内側に位置する。したがって、上述の微小隙間５８は形成されず、燃料が速やかに流れる。このとき、係止部７２は小径部５７の径内側に位置し、流量制御手段７０と小径部５７との同軸を維持している。

第２スプリング６７の上流側に、燃料の流通を制限するオリフィス５９が設けられている。オリフィス５９は、エンジン停止時及びアクセルオフ時に、デリバリパイプ４を減圧する時間を調節する。また、オリフィス５９は、高圧燃料配管５から連通路９に伝播する燃圧脈動により弁体６１が弁座６５から離座することを抑制する。

次に高圧ポンプ１０の作動と共に、定残圧弁６０の動作について説明する。エンジンの運転時、高圧ポンプ１０は、吸入行程、調量行程、加圧行程を繰り返す。
（１）吸入行程
プランジャ１１が上死点から下死点に向かって下降するとき、加圧室１２が減圧される。このとき、コイル３３への通電が停止され、吸入弁２０が開弁することで、供給通路１６が開放される。一方、吐出弁４０は閉弁し、吐出通路１７が閉塞される。これにより、供給通路１６から加圧室１２に燃料が吸入される。
このとき、加圧室１２の燃圧は、吐出通路１７の燃圧より低くなる。このため、定残圧弁６０の弁座６５より上流側の燃圧と、弁座６５より下流側の燃圧とに差圧が生じる。これにより、弁体６１は、弁座６５から離座し、内側連通路５５を開放する。したがって、デリバリパイプ４側から加圧室１２側に燃料が吸い戻される。

（２）調量行程
プランジャ１１が下死点から上死点に向かって上昇するとき、所定の時期まではコイル３３への通電が停止され、吸入弁２０は開弁状態となっている。そのため、加圧室１２の低圧燃料が供給通路１６に戻される。
調量行程の途中の所定の時刻にコイル３３への通電を開始すると、コイル３３の発生する磁力により可動子３２が加圧室１２側から離れる方向へ移動する。吸入弁２０の弁体２１は、加圧室１２側のスプリング２２の弾性力と加圧室１２から供給通路１６へ排出される低圧燃料の動圧とにより弁座２３に着座し、供給通路１６を閉塞する。
これにより、加圧室１２から供給通路１６へ低圧燃料を戻す調量行程は終了する。すなわち、コイル３３の通電時刻を調整することで、加圧室１２から供給通路１６へ排出される低圧燃料の量が調整される。これにより、加圧室１２で加圧される燃料の量が決定される。

（３）加圧行程
吸入弁２０が閉弁した状態で、プランジャ１１がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１２の燃料の圧力は上昇する。加圧室１２の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁４０が、スプリング４２の弾性力及び吐出弁４０の弁体４１がデリバリパイプ４側の燃料から受ける力に抗して開弁する。これにより、加圧室１２で加圧された高圧燃料は高圧ポンプ１０の吐出通路１７から高圧燃料配管５を通りデリバリパイプ４へ吐出される。
吐出弁４０が開弁するとき、吐出通路１７の燃圧と加圧室１２の燃圧とは略同じである。このため、定残圧弁６０の弁座６５より上流側の燃圧と、下流側の燃圧とは略同じになる。したがって、定残圧弁６０の弁体６１は、第１スプリング６３の付勢力によって弁座６５に着座し、内側連通路５５を閉塞する。

プランジャ１１が上死点まで上昇するとコイル３３への通電が停止され、吸入弁２０は再び開弁状態となる。そして、プランジャ１１は再び下降し、吸入行程が行われる。
このように（１）から（３）の行程を繰り返すことにより、高圧ポンプ１０は吸入した燃料を加圧して吐出する。これと共に、定残圧弁６０は、吸入行程と加圧行程で開弁と閉弁を繰り返す。

次に、本実施形態の定残圧弁６０と流量制御手段を備えていない従来の定残圧弁との動作の違いを図６を参照して説明する。
実線Ａに示すように、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間にカムリフトが最下点から最上点へ移行する。このカムリフトの動作に伴って高圧ポンプ１０のプランジャ１１が下死点から上死点に向かうことで、高圧ポンプ１０の吐出行程が行われる。
一方、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ７の間にカムリフトが最上点から最下点へ移行する。このカムリフトの動作に伴ってプランジャ１１が上死点から下死点に向かうことで、高圧ポンプ１０の吸入行程が行われる。

実線Ｂに示すように、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の途中で、吐出弁４０が開弁すると、高圧ポンプ１０の出口圧が高くなる。その後、吐出弁４０が閉弁すると、高圧ポンプ１０の出口圧はデリバリパイプ４に近似した圧力で推移する。
破線Ｃに示すように、加圧室圧は、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間、プランジャ１１の上昇に伴って高くなり、吐出弁４０の開弁により低くなる。また、加圧室圧は、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ７の間、プランジャ１１の下降に伴って減圧される。
このように、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間、高圧ポンプ１０の出口圧と加圧室圧は略同様に推移する。一方、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ７の間、高圧ポンプ１０の出口圧は加圧室圧よりも高くなる。

従来の定残圧弁は、破線Ｄに示すように、時刻Ｔ３において、高圧ポンプ１０の出口圧と加圧室圧との差圧が定残圧弁に設定された所定圧以上になると開弁を開始する。時刻Ｔ４で弁体のリフト量が最大になり、その後高圧ポンプ１０の出口圧の減圧と共にリフト量が次第に小さくなる。時刻Ｔ７で高圧ポンプ１０が吸入行程に移行し、高圧ポンプ１０の出口圧と加圧室圧との差圧が所定圧より小さくなると、定残圧弁は閉弁する。
従来の定残圧弁における燃料の吸い戻し量は、破線Ｅに示すように、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の短時間で増加し、その後、時刻Ｔ４から時刻Ｔ７の間に弁体のリフト量と共に次第に減少し、定残圧弁の閉弁により０になる。

これに対し、本実施形態の定残圧弁６０は、実線Ｆに示すように、高圧ポンプ１０の吸入行程の時刻Ｔ３において開弁を開始する。時刻Ｔ３から時刻Ｔ５ の間は、摺接部７１又は係止部７２の外壁と小径部５７の内壁との摩擦力等により、開弁速度が遅い。時刻Ｔ５で摺接部７１が小径部５７から凹テーパ部５６側へ移動すると、開弁速度が速くなり、時刻Ｔ６で弁体６１のリフト量が最大になる。その後高圧ポンプ１０の出口圧の減圧と共にリフト量が次第に小さくなり、時刻Ｔ７で高圧ポンプ１０が吸入行程に移行し、高圧ポンプ１０の出口圧と加圧室圧との差圧が所定圧より小さくなると、定残圧弁６０は閉弁する。

本実施形態の定残圧弁６０における燃料の吸い戻し量は、実線Ｇに示すように、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５の間は、摺接部７１の外壁と小径部５７の内壁との間に形成される微小隙間５８により、燃料の流れが制御される。その後時刻Ｔ５で摺接部７１が小径部５７から凹テーパ部５６側へ移動すると、内側連通路５５の開口断面積が大きくなり、燃料の吸い戻し量が時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の短時間で増加する。その後、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７の間に弁体６１のリフト量と共に次第に減少し、定残圧弁６０の閉弁により０になる。
従って、本実施形態の定残圧弁６０は、デリバリパイプ４の減圧を即座に開始せず、時刻Ｔ５からデリバリパイプ４の減圧を実質的に開始する。したがって、本実施形態の定残圧弁６０は、時刻Ｔ３から時刻Ｔ５における開弁直後の吸い戻し量が少ないので、従来の定残圧弁と比べ、吸入行程時の燃料の吸い戻し量を少なくすることができる。

次に、高圧ポンプ１０の吸入工程時間と吸い戻し量との関係を図７を参照して説明する。
本実施形態の定残圧弁６０による燃料の吸い戻し量を実線Ｈに示し、流量制御手段７０を備えていない従来の定残圧弁による燃料の吸い戻し量を破線Ｉに示す。
本実施形態の定残圧弁６０は、従来の定残圧弁と比べ、高圧ポンプ１０の吸入行程時間が同じ条件のとき、燃料の吸い戻し量が少なくなる。本実施形態の定残圧弁６０による吸い戻し量と従来の定残圧弁による吸い戻し量との差は、吸入行程時間が長くなるに従い大きくなる。

図８では、本実施形態の定残圧弁６０を備えた燃料供給装置１における高圧ポンプ１０の吐出効率を実線Ｊに示し、定残圧弁を備えていない燃料供給装置における高圧ポンプの吐出効率を一点鎖線Ｋに示し、従来の定残圧弁を備えた燃料供給装置における高圧ポンプの吐出効率を破線Ｌに示す。
定残圧弁を備えていない燃料供給装置における高圧ポンプは、燃料の吸い戻しが無いので、吐出効率が最も高い。
従来の定残圧弁を備えた燃料供給装置における高圧ポンプは、定残圧弁を備えていないものと比べ、吐出効率が低下している。
本実施形態の定残圧弁６０を備えた燃料供給装置１における高圧ポンプ１０は、従来の定残圧弁を備えたものと比べ、特に、吸入行程の時間が長くなるエンジンの低回転領域において、吐出効率の低下が抑制される。

本実施形態の定残圧弁６０は、以下の作用効果を奏する。
（１）エンジンの運転時、高圧ポンプ１０の吸入行程において、燃料の吸い戻し量を低減することが可能となる。このため、高圧ポンプ１０の吐出効率を高めることができる。特に、本実施形態の定残圧弁６０は、エンジンの回転数が低いエンジンの始動時における高圧ポンプ１０の吐出効率を大きく高めることができる。したがって、エンジンの始動性を高めることができる。
また、高圧ポンプ１０の吐出効率を高めることで、エンジンの負荷が低減されるので、燃費を向上することができる。
（２）一方、エンジンの停止時及びアクセルオフ時には、定残圧弁６０が全開状態となり、デリバリパイプ４の燃圧が所定圧に低下するまで全開位置に留まるので、デリバリパイプ４の燃圧を速やかに低下させ、所定圧で維持することができる。したがって、定残圧弁６０の本来の機能であるエンジンの再始動時のエミッションの悪化、再始動性の悪化を抑制することができる。また、アクセルオフ後、再度アクセルを踏み込むときの加速ショックを抑制するとともに、燃費の悪化及びエミッションの悪化を抑制することができる。
（３）流量制御手段７０と弁体６１とが別体で形成されることで、弁体６１と流量制御手段７０とを容易に同軸にすることが可能となり、内側連通路５５の小径部５７の内壁と流量制御手段７０とを滑らかに摺動させることができる。したがって、エンジンの停止時及びアクセルオフ時、デリバリパイプ４の燃圧を速やかに低下させることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による定残圧弁を図９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。本実施形態の定残圧弁は、弁体６１と流量制御手段７０とが溶接または接着等により一体に形成されている。このため、第２スプリング６７が廃止されている。
本実施形態では、第２スプリング６７の廃止により、定残圧弁の製造コストを低減することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による定残圧弁を図１０に示す。本実施形態の定残圧弁では、弁体にニードル弁６８が採用されている。ニードル弁６８の上流側には、流量制御手段７３が一体で形成されている。流量制御手段７３は、円柱状の摺接部７４と、この摺接部７４の上流側に設けられた円錐部７５とから構成されている。摺接部７４の径方向の外壁と内側連通路５５の小径部５７の内壁との間には微小隙間が形成され、燃料の流通を制御可能である。
ニードル弁６８が全閉位置にあるとき、摺接部７４は、内側連通路５５の小径部５７の径内側に位置し、小径部５７の内壁との間に微小隙間を形成する。このため、ニードル弁６８が開弁を開始するときの内側連通路５５の開口断面積は、微小隙間の開口断面積となり、燃料の流れが制御される。
一方、ニードル弁６８が全開位置にあるとき、摺接部７４は、凹テーパ部５６の径内側に位置する。したがって、上述の微小隙間は形成されず、燃料が速やかに流れる。
本実施形態においても、上述した第１、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による定残圧弁を図１１に示す。本実施形態の定残圧弁では、スプリングストッパ６４の通孔６６の内側に円柱状の流量制御手段７６が設けられている。流量制御手段の径方向の外壁と通孔６６の内壁との間には、燃料の流通を制御可能な微小隙間が形成されている。流量制御手段７６とニードル弁６８とは、接続ロッド７７により接続されている。これにより、流量制御手段７６はニードル弁６８と共に移動可能になる。
本実施形態では、スプリングストッパ６４の通孔６６が特許請求の範囲に記載の「小径部」に相当する。また、スプリングストッパ６４の通孔６６の下流側の連通路９が特許請求の範囲に記載の「大径部」に相当する。
ニードル弁６８が全閉位置にあるとき、流量制御手段７６は、スプリングストッパ６４の通孔６６の径内側に位置し、通孔６６の内壁との間に微小隙間が形成される。このため、弁体が開弁を開始するときの内側連通路５５の開口断面積は、その微小隙間の開口断面積となり、燃料の流れが制御される。
一方、ニードル弁６８が全開位置にあるとき、流量制御手段７６は、スプリングストッパ６４の下流側の連通路９に位置する。したがって、上述の微小隙間は形成されず、燃料が速やかに流れる。
本実施形態においても、上述した第１〜第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、リリーフ弁体５１の内側に形成した内側連通路５５に定残圧弁６０を設けた。これに対し、本発明は、定残圧弁とリリーフ弁とを別体に設けてもよい。また、高圧ポンプの吐出弁の弁体を筒状に形成し、その内側に形成された連通路に定残圧弁を設けてもよい。また、高圧ポンプのポンプボディに連通路を形成し、その連通路に定残圧弁を設けてもよい。
上述した実施形態では、流量制御手段７０、７３、７６の摺接部７１、７４を円柱状に形成した。これに対し、本発明は、流量制御手段の摺接部を下流側の外径より上流側の外径が小さいテーパ状に形成してもよい。
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、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。

１ ・・・燃料供給装置
５ ・・・高圧燃料配管（高圧側通路）
９ ・・・連通路
１０ ・・・高圧ポンプ
１１ ・・・プランジャ
１２ ・・・加圧室
５５ ・・・内側連通路（連通路）
５６ ・・・凹テーパ部（大径部）
５７ ・・・小径部
５８ ・・・微小隙間
６０ ・・・定残圧弁
６１ ・・・弁体
６３ ・・・第１スプリング（付勢手段）
６５ ・・・弁座
７０，７３，７６ ・・・流量制御手段
７１、７４ ・・・摺接部
７２ ・・・係止部

Claims (4)

1. プランジャの往復移動により燃料を加圧する加圧室と、この加圧室で加圧された燃料の流れる高圧側通路とを連通する連通路に設けられる定残圧弁であって、
   前記連通路の内壁に形成された弁座に着座することで前記連通路を閉塞し、前記弁座から離座することで前記連通路を開放する弁体と、
   前記弁体を前記弁座側へ付勢する付勢手段と、
   前記連通路の内壁に摺接可能な摺接部を有し、前記弁体と共に移動することで、前記弁体が開弁を開始するときの前記連通路の開口断面積より前記弁体が全開したときの前記連通路の開口断面積を大きくする流量制御手段と、を備え、
   前記弁体と前記流量制御手段とは別体で形成され、
   前記流量制御手段は、前記付勢手段よりも付勢力の小さい第２付勢手段により前記弁体側へ付勢されることを特徴とする定残圧弁。
2. 前記連通路は、前記摺接部に摺接する小径部と、この小径部より下流側で前記小径部より内径の大きい大径部とを有し、
   前記弁体が全閉位置にあるとき、前記摺接部は前記小径部の径内側に位置し、
   前記弁体が全開位置にあるとき、前記摺接部は前記大径部の径内側に位置することを特徴とする請求項１に記載の定残圧弁。
3. 前記摺接部は、その径方向の外壁と前記小径部の内壁との間に燃料の流通を制御可能な微小隙間を形成することを特徴とする請求項２に記載の定残圧弁。
4. 軸方向に往復移動可能なプランジャ及びこのプランジャの往復移動により燃料を加圧する加圧室を有する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプの前記加圧室で加圧された燃料を貯留するデリバリパイプと、
   前記デリバリパイプに蓄圧された燃料をエンジンの気筒内へ噴射するインジェクタと、
   前記加圧室とこの加圧室で加圧された燃料の流れる高圧側通路とを連通する連通路に設けられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の定残圧弁と、を備えることを特徴とする燃料供給装置。

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