JPH10288151A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で広い範囲の圧力脈動を低減でき
るアキュムレータを提供する。 【解決手段】 本発明によるアキュムレータ３９は、ハ
ウジング４３内に配置される第１及び第２ダイヤフラム
４７、４９とにより、第１室４６と、第２室５１と、第
３室４１とに区画し、第１室４６は受圧室として燃料吐
出通路に連通され、第２室５１は燃料圧室として燃料供
給通路４０に絞り５５を介して連通されて、第３室４１
にはガスが封入されている構成であるから、第１室が受
ける脈動を、簡易な構成で広い範囲の圧力脈動を低減で
きる。しかも、燃料供給通路４０と第２室５１とはの間
には絞り５５を介在しているので、第２室５１が燃料吐
出通路の脈動の影響を受けたり、受圧面である第１ダイ
ヤフラム４７が同期して脈動を高めることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射装置の燃
料通路内の脈動を低減するアキュムレータに関し、特
に、筒内直接噴射式の燃料噴射装置等における高圧流体
の脈動を低減するアキュムレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、筒内直接噴射式の燃料噴射装置
（ＧＤＩ）に使用される単筒ポンプは、圧力脈動が大き
いため、かかる圧力脈動を低減するためにアキュムレー
タを備えている。

【０００３】この種のアキュムレータは、一般に、ハウ
ジング内に１枚のダイヤフラムを配置して、ハウジング
内を背圧室と受圧室とに画成しており、背圧室に高圧ガ
スを封入し、受圧室を燃料供給通路（燃料通路）に連通
させて、燃料供給通路内で生じる脈動を低減する構成が
公知である。

【０００４】しかし、かかるアキュムレータの適用でき
る流体圧力の範囲は、背圧室における固定したガス圧に
依存しているため、その適用範囲は狭いという問題点が
ある。従って、燃料吐出ポンプ（単筒ポンプ）とプレッ
シャレギュレータ（Ｐ／Ｒ）との間の燃料吐出通路にア
キュムレータを配置した場合、プレッシャレギュレータ
の種々のセット圧に充分に対応できないという問題点が
ある。

【０００５】これに対して、特開平８ー２００１７８号
公報には、背圧室を高圧側の燃料供給通路に接続する連
通路を設け、この連通路内にピストンを配置して背圧室
側と燃料供給通路側とに仕切り、燃料供給通路内の圧力
変化に応じてピストンを移動させることによって、背圧
室側の容積を変化させる構成が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した公報
に開示の技術では、背圧室が、燃料供給路の圧力を受け
るので、燃料供給路の設定圧力（プレッシャレギュレー
タの設定圧力）に応じて背圧室の圧力が変わるので、ア
キュムレータの適用範囲が広くなるものの、燃料供給路
に脈動が生じると、そのままピストンを介して背圧室が
その影響を直接受けてしまい、燃料供給通路の脈動を効
果的に抑制できないという問題点がある。

【０００７】更に、上述した公報に開示の技術では甚だ
しい場合には、背圧室が脈動を受けると受圧側が受ける
脈動と同期してしまう場合があり、却って脈動を高めて
しまうという問題がある。また、連通路にピストンを配
置するとともに、ピストンにより背圧室と燃料供給通路
側とを確実にシールする必要があり、構成が複雑になる
という不都合がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、簡易な構成で広
い範囲の圧力脈動を低減できるアキュムレータを提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、燃料噴射装置の燃料通路
における圧力脈動を低減するためのアキュムレータにお
いて、ハウジングと、ハウジング内に配置される第１及
び第２ダイヤフラムとを備え、ハウジング内は第１ダイ
ヤフラムとハウジングとで画成される第１室と、第２ダ
イヤフラムとハウジングで画成される第２室と、第１及
び第２ダイヤフラムとで画成される第３室とに仕切ら
れ、第１室は燃料通路に連通され、第２室は燃料通路に
絞りを介して連通されて、第３室にはガスが封入されて
いることを特徴とするものである。

【００１０】この請求項１に記載の発明によれば、アキ
ュムレータは、２つのダイヤフラムで区画した３室にお
いて、第２室を規定する第２ダイヤフラムが燃料通路の
燃料圧を受けて変形すると、それに応じた容積変化によ
り第３室のガス室の圧力が変化する。この第３室は受圧
面である第１ダイヤフラムの背圧室であるから、背圧は
燃料通路内の圧力に応じて変化し、燃料通路の圧力が高
くなると背圧も高くなるので、燃料通路内の圧力に応じ
て変化する。従って、第１ダイヤフラムが低減できる脈
動の範囲を燃料通路内の圧力に応じて変化させることが
でき、一つのアキュムレータで、脈動低減の適用範囲を
広くできる。

【００１１】また、燃料通路と第２室とは絞りを介在し
て連通させて、燃料通路で生じる脈動の影響を第２室が
直接受けることを防止しているので、第２室が燃料通路
の脈動の影響を受けたり、受圧面である第１ダイヤフラ
ムが同期して脈動を高めることはない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面の図１乃至図５
を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
尚、図１は本発明の実施の形態にかかるアキュムレータ
を搭載した燃料供給ポンプを正面側から切断した断面図
であり、図２乃至図４は、アキュムレータの概略的構成
と作用を説明する断面図であり、図５はアキュムレータ
の配置状態を示す概念図である。

【００１３】本実施の形態にかかる燃料供給ポンプ３
は、ガソリンエンジンの燃焼室にガソリンを直接噴射す
るもので、いわゆる直接噴射式ガソリンエンジンと言わ
れる燃料供給系に使用され、高圧のガソリンを圧送する
ものである。即ち、図５に示すように、燃料供給ポンプ
３は、燃料を噴射する複数の噴射弁が配置されたコモン
レール２に高圧燃料通路（燃料通路）４０により高圧燃
料を圧送するものであり、高圧燃料通路４０は、圧力制
御弁（プレッシャレギュレートバルブ）６により、高圧
燃料通路４０内の圧力が設定されている。

【００１４】この燃料供給ポンプ３は、図１に示すよう
に、プランジャー５を収納したポンプハウジング７と、
このプランジャー５を駆動するカム９を収納した下本体
部（図示せず）とを備えている。カム９は、図示しない
エンジンによって駆動されるシャフトに連結されてお
り、エンジンの駆動によりカム９が回転し、プランジャ
ー５の下端に配置されたカム当接シュー１１に周接して
プランジャー５を上下に駆動する構成になっている。

【００１５】ポンプハウジング７には、低圧の燃料が供
給される吸入ポート１３と、プランジャー５により加圧
された燃料を吐出する吐出ポート１７とが設けられてい
る。吸入ポート１３は、ポンプハウジング７に形成され
た低圧燃料吸入路１９を介してポンプ室（燃料圧縮室）
２１に連通されており、吐出ポート１７は燃料吐出通路
２３を介してポンプ室２１に連通されて、弁の開閉によ
り、ポンプ室２１で圧縮した燃料を吐出ポート１７から
吐出している。

【００１６】ポンプハウジング７に形成された大径孔に
は、固装部材２９がねじ噛合されており、この固装部材
２９の内側にプランジャー５の摺動を案内するプランジ
ャバレル３３が固定されている。固装部材２９の下側に
はベローズ２７が、その軸線をプランジャー５の軸線と
略一致させて配置されている。ベローズ２７の上端はポ
ンプハウジング７に組み付けられた固装部材２９に固定
されており、ベローズ２７の下端は、プランジャー５の
下端に当接する支持部材３１に固定されている。このべ
ローズ２７はプランジャー５の上下動に連動して伸縮
し、プランジャー５とプランジャバレル３３との摺動ク
リアランスからリークした燃料を受けるものであり、ベ
ローズ２７の内側に形成されたベローズ室２７ａ内にリ
ーク燃料を受けて、カム室に対してシールするものであ
り、金属製の蛇腹形状をなして構成されている。

【００１７】一方、プランジャ５と上述のカム当接シュ
ー１１との間には、プッシュロッド２４が介在されてお
り、このプッシュロッド２４を介してプランジャ５を押
圧してプランジャバレル３３内を摺動させている。本実
施の形態では、このプッシュロッド２４は、プランジャ
５と別体に設けられているが、プランジャ５の下端に当
接してプランジャ５と一体に往復動するものであり、実
質的にプランジャ５と一体のものでもよい。そして、プ
ランジャー５は、このプランジャバレル３３に沿って上
下に摺動するようになっている。プランジャー５には、
スプリング３５の下端部が当接されている。このスプリ
ング３５は、プランジャー５を常時下方に付勢するもの
であり、図１に示すように、スプリング３５の上端は固
定部材３７の下面に支持されている。そして、固定部材
３７の下面とプランジャー５との間に燃料を加圧するポ
ンプ室２１を形成している。

【００１８】プランジャバレル３３には、プランジャ５
の下端側（ポンプ室と反対の側）であってプランジャ５
とプッシュロッド２４とで画定される脈動低減空間２６
が形成されている。この脈動低減空間２６は、低圧通路
２８を介して燃料吸入ポート１３に連通されており、ポ
ンプ室２１の往復動作により発生する低圧側の脈動を低
減するようになっている。即ち、脈動低減空間２６は、
プランジャ５の下部に形成されており、プランジャ５が
下降動作すると、脈動低減空間２６内の燃料が低圧通路
２８を介して、低圧燃料吸入路１９に戻され、プランジ
ャ５が上昇すると燃料供給ポート１３側から低圧燃料吸
入路１９を通って脈動低減空間２６に燃料を吸入するも
のである。本実施の形態では、脈動低減空間２６とポン
プ室２１との容積比が例えば１：２となっており、燃料
供給ポート１３における吸入量は、プランジャ５の下降
時には、ポンプ室２１に吸入される燃料の容積比２に対
して脈動低減空間２６からの戻し量１となり、プランジ
ャ５の上昇時には、低圧燃料吸入路１９から脈動低減空
間２６にのみ燃料が供給されるので、燃料供給ポート１
３への戻し量が−１になる。従って、燃料供給ポート１
３から吸入される燃料の容積比は、プランジャ５の下降
時及び上昇時において、それぞれの場合に全体的には１
になる。

【００１９】一方、高圧の燃料吐出通路２３は、ポンプ
ハウジング７の上部に設けられた高圧アキュムレータ３
９の受圧室４６に通路２３ａ、２３ｂを介して連通され
ており、受圧室４６がポンプ室２１の吐出圧を受けるよ
うになっている。即ち、高圧アキュムレータ３９は、プ
ランジャ５の往復動により生じる高圧の脈動を抑制する
ものである。

【００２０】ここで、本発明にかかる高圧アキュムレー
タ３９について説明する。高圧アキュムレータ３９は、
図１及び図２に示すように、主として、ハウジング４３
と、ハウジング４３内に配置される第１及び第２ダイヤ
フラム４７、４９とを備えている。そして、ハウジング
４３内は第１ダイヤフラム４７とハウジング４３とで受
圧室４６（第１室）が画定されており、この受圧室４６
は上述したように通路２３ａ、２３ｂを介してポンプ室
２１に連通されている。また、ハウジング４６と第２ダ
イヤフラム４９とで、燃料圧室（第２室）５１が画定さ
れている。この燃料圧室５１は、燃料の吐出ポート１７
に連通されおり、吐出された燃料の圧力を連通路５３を
介して受けるようになっている。連通路５３には、通路
を狭めた絞り（オリフィス）５５が形成されており、吐
出ポート１７側の高圧燃料通路４０（図５参照）で生じ
る脈動を直接受けないようになっている。

【００２１】第１ダイヤフラム４７と第２ダイヤフラム
４９との間で画成される背圧室（第３室）４１が仕切ら
れている。この背圧室４１には、所定圧力のガスが封入
されており、第１ダイヤフラム４７の背面を変形可能に
支持しており、受圧室４６で受けた脈動を第１ダイヤフ
ラム４７を介して低減する。

【００２２】尚、第１及び第２ダイヤフラム４７、４９
は、中間部材５７によりそれぞれケーシング４３にＯリ
ング５７（図１参照）を介して気密に固定されている。

【００２３】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。カム９が回転すると、カム当接シュー１１を介して
プランジャー５が上下動し、これによって、低圧燃料吸
入路１９を通ってポンプ室２１に燃料が供給されるとと
もに、ポンプ室２１内の燃料が加圧され、燃料吐出通路
２３へ吐出される。

【００２４】ポンプ室２１における低圧の低圧燃料吸入
路１９側における脈動は、脈動低減空間２６により低減
されている。即ち、プランジャ５が上昇すると低圧の燃
料供給ポート１３側から脈動低減空間２６に燃料を吸入
する。プランジャ５の下降時には、低圧燃料吸入路１９
からポンプ室２１に燃料が供給されるが、脈動低減空間
２６の燃料も低圧通路２８を介してポンプ室２１に供給
されるので、低圧燃料吸入路１９からの燃料供給量は、
プランジャ５の下降時及び上昇時において、それぞれ同
じになり、吸入ポート１３から吸入される燃料の量が、
均等化ないし平準化されるので、吸入脈動を低減する。

【００２５】ポンプ室２１から吐出される燃料は、通路
２３ａ、２３ｂを介してアキュムレータ３９の受圧室４
６に連通されており、このアキュムレータ３９でポンプ
の圧送で生じる高圧脈動を低減している。即ち、受圧室
４６では、脈動を受けると、第１ダイヤフラム４７がそ
の脈動を受けて、背圧室４１のガス圧に抗して変形する
ことによってその脈動を低減する。

【００２６】一方、背圧室４１では、第２ダイヤフラム
４９が連通路５３を介して高圧燃料通路４０の燃料圧を
受けて変形すると、それに応じて背圧室４１の容積が変
化する。即ち、高圧燃料通路４０の圧は圧力制御弁６を
設定することによりおこなうが、図２に示すように、高
圧燃料通路４０の燃料圧を基準値に設定した場合の状態
では、第２ダイヤフラム４９は大きく変形することな
く、背圧室４１の圧力は当初設定された圧力であるが、
高圧燃料通路４０の圧力が低く設定された場合には、図
３に示すように、第２ダイヤフラム４９は、燃料圧室５
１側に大きく凹み、背圧室４１の容積が大きくなる。こ
れによって、背圧室４１の圧力が小さくなるので、第１
ダイヤフラム４７は、比較的低圧の脈動に対しても容易
に変形可能となり、高圧燃料通路４０の設定圧力が比較
的低い場合にも、脈動を有効に低減できる。

【００２７】一方、高圧燃料通路４０の設定圧力が高い
場合には、図４に示すように、第２ダイヤフラム４９
は、背圧室４１側に大きく凹み、背圧室４１の容積が小
さくなる。これによって、背圧室４１の圧力が高くなる
ので、第１ダイヤフラム４７は、比較的高圧の脈動に対
しても大きく変形しすぎることなく、脈動に対して変形
しても破損を生じることがない。従って、高圧燃料通路
４０の圧力が比較的高い場合にも、脈動を有効に低減で
き、ダイヤフラムの損傷を防止する。

【００２８】また、燃料圧室５１と高圧燃料通路４０と
を連通する連通路５３には、絞り５５が介在されている
ので、高圧燃料通路４０で生じた瞬時の圧力脈動が燃料
圧室５１に影響を与えない。

【００２９】即ち、本実施の形態にかかるアキュムレー
タ３９によれば、高圧燃料通路４０における広範囲の設
定圧に対して、一つの高圧アキュムレータ３９で対応す
ることができ、圧力脈動を低減できる。

【００３０】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例
えば、本発明にかかるアキュムレータ３９は、高圧燃料
通路４０に設けるもの限らず、低圧通路に設けるもので
あっても同様な効果を得ることができる。

【００３１】また、ガソリン燃料の噴射ポンプや回路に
用いることに限らず、ディーゼル機関に用いられる軽油
用の燃料噴射ポンプに設けても同様な効果を得ることが
できる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、アキュ
ムレータは、ハウジング内に配置される第１及び第２ダ
イヤフラムとにより、３室に区画し、第１室は燃料通路
に連通され、第２室は燃料通路に絞りを介して連通され
て、第３室にはガスが封入されている構成であるから、
第１室が受ける脈動を、簡易な構成で且つ広い圧力設定
範囲で圧力脈動を低減できる。しかも、燃料通路と第２
室とは絞りを介在して連通させているので、燃料通路で
生じる脈動の影響を第２室が直接受けることがないの
で、第２室が燃料通路の脈動の影響を受けたり、受圧面
である第１ダイヤフラムが同期して脈動を高めることは
ない。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるアキュムレータを
搭載した燃料供給ポンプを正面側から切断した断面図で
ある。

【図２】図１示すアキュムレータの作用を説明する概略
的な断面図である。

【図３】燃料通路の設定圧が低圧である場合のアキュム
レータの作用を説明する概略的な断面図である。

【図４】燃料通路の設定圧が高圧である場合のアキュム
レータの作用を説明する概略的な断面図である。

【図５】アキュムレータの配置状態を示し概念図であ
る。

【符号の説明】

３９ 高圧アキュムレータ（アキュムレータ） ４０ 高圧燃料通路（燃料通路） ４１ 背圧室（第３室） ４３ ハウジング ４６ 受圧室（第１室） ４７ 第１ダイヤフラム ４９ 第２ダイヤフラム ５１ 燃料圧室（第２室） ５５ 絞り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射装置の燃料通路における圧力脈
   動を低減するためのアキュムレータにおいて、ハウジン
   グと、ハウジング内に配置される第１及び第２ダイヤフ
   ラムとを備え、ハウジング内は第１ダイヤフラムとハウ
   ジングとで画成される第１室と、第２ダイヤフラムとハ
   ウジングで画成される第２室と、第１及び第２ダイヤフ
   ラムとで画成される第３室とに仕切られ、第１室は燃料
   通路に連通され、第２室は燃料通路に絞りを介して連通
   されて、第３室にはガスが封入されていることを特徴と
   するアキュムレータ。