JP2007332842A - 燃料供給システム及びその燃料供給システムに備えられた燃料フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料フィルタを構成する線材の外径寸法を大きくすることなく、燃料フィルタの疲労破壊や損傷を防止することができる燃料供給システム及びその燃料供給システムに備えられた燃料フィルタを提供する。
【解決手段】二重管構造で成り、外側流路Ａから内側流路Ｃに向けて燃料を供給すると共に、この外側流路Ａと内側流路Ｃとの境界部分にダイアフラム７４を臨ませることで内側流路Ｃでの燃圧脈動を低減するパルセーションダンパ７に対し、外側流路Ａに燃料フィルタ８を配設する。これにより、燃圧脈動の影響が燃料フィルタ８に及ぶことを抑制し、燃料フィルタ８の損傷を防止する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば筒内直噴型エンジン等の内燃機関に適用され、燃料噴射弁（インジェクタ）に向けて高圧燃料を供給するための燃料供給システム及びその燃料供給システムに備えられ燃料中の異物を除去するための燃料フィルタに係る。特に、本発明は、燃料フィルタの配置形態の改良に関する。

従来より、例えば筒内直噴型エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するようになっている。

具体的に、この種のエンジンにおける燃料供給システムの構成としては、下記の特許文献１及び特許文献２にも開示されているように、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプ、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプを備えている。そして、この高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を、複数のインジェクタが接続されたデリバリパイプに貯留するようになっている。これにより、インジェクタの開弁動作に伴って、デリバリパイプに貯留されている高圧燃料が、その開弁されたインジェクタから燃焼室に向けて噴射されることになる。

また、上記高圧燃料ポンプは、シリンダ内にプランジャが挿入されており、このプランジャがリフタを介して駆動カムからの押圧力を受けてシリンダ内で往復移動し、加圧室に吸入した燃料を加圧するようになっている。また、この種の高圧燃料ポンプにおける燃料吐出量の調整機構としてはスピル弁が備えられており、このスピル弁が、フィードポンプからの燃料供給路となる低圧燃料配管と高圧燃料ポンプの加圧室との間での連通状態と非連通状態とを切り換えることで燃料吐出量を調整するようになっている。以下、図９を用いて具体的に説明する。

図９は、スピル弁ａの配設位置及びその周辺の構造を示す模式図である。この図に示すように、スピル弁ａは、電磁ソレノイドｂによって開閉駆動して上記連通状態と非連通状態とを切り換え可能としている。そして、スピル弁ａの開弁状態で、加圧室ｃの容積が拡大する方向へプランジャｄが移動（図中において下方へ移動）する際には、フィードポンプから送り出された燃料が低圧燃料配管ｅを経て加圧室ｃ内に吸入される（吸入行程）。一方、加圧室ｃの容積が収縮する方向へプランジャｄが移動（図中において上方へ移動）する際において、スピル弁ａが閉弁状態になると、低圧燃料配管ｅと加圧室ｃとの間が遮断され、加圧室ｃ内の燃料が加圧されて高圧燃料がデリバリパイプに向けて吐出される（加圧行程）。そして、この加圧室ｃの容積が収縮する方向へプランジャｄが移動する際において、スピル弁ａの閉弁期間を制御することによって燃料吐出量が調整されるようになっている。つまり、スピル弁ａの閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、スピル弁ａの閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少することになる。

このため、加圧室ｃの容積が収縮する方向へプランジャｄが移動する際にスピル弁ａが開弁状態である場合には、加圧室ｃに一旦吸入された燃料の一部は低圧燃料配管ｅ側に向けて戻される状況となる。

また、この種の高圧燃料ポンプの吸入口近傍位置には、この燃料ポンプ内に供給される燃料に混在する異物を除去するための燃料フィルタｆが備えられている。この燃料フィルタｆは、燃料流れ方向の上流側（フィードポンプ側）が開放されると共に下流側（加圧室ｃ側）が閉塞された略円筒形状の金属メッシュにより形成されており、低圧燃料配管ｅから加圧室ｃに供給される燃料中に混在する異物を捕捉することで、燃料ポンプやインジェクタ等の作動に支障を招かないようにしている。
特開２０００−２９７７１０号公報 特開２００３−３２８８４７号公報

ところで、上述した如く高圧燃料ポンプの吸入口近傍位置に燃料フィルタｆが配設されている構成にあっては、上記吸入行程では、図中に実線の矢印で示すように、燃料は燃料フィルタｆによって濾過された後に加圧室ｃ内に導入されるものの、上述した如く、加圧室ｃの容積が収縮する方向へプランジャｄが移動する際にスピル弁ａが開弁状態である場合であって加圧室ｃに一旦吸入された燃料の一部が低圧燃料配管ｅ側に戻される状況では、図中に破線の矢印で示すように、燃料は加圧室ｃから燃料フィルタｆに向けて流れる（逆流する）ことになる。このように、燃料フィルタｆには、低圧燃料配管ｅから加圧室ｃに向かう燃料の流れに伴う圧力と、加圧室ｃから低圧燃料配管ｅに向かう燃料の流れに伴う圧力とが交互に作用する所謂繰り返し応力が加わることになる。このため、図１０に示すように、高圧燃料ポンプの長期間の使用に伴って燃料フィルタｆが疲労破壊してしまう虞がある。

また、燃料が加圧室ｃから燃料フィルタｆに向けて流れる際の燃料流速が高い場合には燃料フィルタｆに大きな荷重（燃料の流体圧）が作用し、これに伴って燃料フィルタｆに損傷を招いてしまう虞もある。

このように燃料フィルタｆが疲労破壊したり損傷した場合、フィルタ機能に支障を来し、燃料中に混在する異物を十分に捕捉することができなくなってしまう。

このような燃料フィルタｆの疲労破壊や損傷を回避するための手段として、燃料フィルタｆの剛性を高く確保しておくことが考えられる。例えば燃料フィルタｆを構成している線材（ワイヤ）として径寸法の大きなものを採用することが挙げられる。

しかし、これでは、燃料フィルタｆでの流通抵抗が大きくなってしまう可能性があり、この流通抵抗を低く維持するためにはメッシュサイズを大きくせねばならず、その結果、微小な異物を捕捉することが困難になるといった不具合を招いてしまうことに繋がる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料フィルタの剛性を高くすることなしにその疲労破壊や損傷を防止できる燃料供給システム及びその燃料供給システムに備えられた燃料フィルタを提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、燃料ポンプの作動時にその上流側で生じる燃圧脈動をパルセーションダンパによって抑制する際のその脈動低減対象とする供給路内領域よりも上流側、例えばパルセーションダンパの燃料入口部分（燃料ポンプの加圧室に向かって燃料が流れる際における入口部分）に燃料フィルタを配設することにより、この燃料フィルタに、燃料の逆流に伴う繰り返し応力等が作用しないようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、低圧燃料供給路から供給された燃料を容積形の燃料ポンプによって加圧して燃料噴射弁に向けて供給する燃料供給システムを前提とする。この燃料供給システムに対し、上記低圧燃料供給路における燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置に、燃料ポンプからの燃料戻りに起因して発生する燃圧脈動を低減するための燃圧脈動低減手段と、燃料ポンプ内に供給される燃料を濾過するための燃料フィルタとを配設させる。そして、上記燃料フィルタの配設位置を、燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置において、上記燃圧脈動低減手段が脈動低減対象とする供給路内領域よりも燃料流通方向の上流側の領域に設定している。

この特定事項により、燃料ポンプの駆動に伴い、低圧燃料供給路から供給された燃料は加圧されて燃料噴射弁に向けて供給されることになる。この燃料供給動作時に、燃料ポンプからの燃料戻りが生じる状況になると（例えば、ポンプの燃料吐出量調整のための燃料戻りが生じる状況になると）、低圧燃料供給路中に燃圧脈動が発生することになるが、この燃圧脈動は燃圧脈動低減手段によって低減（減衰）される。この燃圧脈動低減手段が脈動低減対象とする供給路内領域は、この燃圧脈動低減手段よりも燃料ポンプの加圧室側である。そして、本解決手段では、燃料フィルタを、燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置において、上記燃圧脈動低減手段が脈動低減対象とする供給路内領域よりも燃料流通方向の上流側の領域に配設している。つまり、上記燃料戻りに起因する燃圧脈動を低減するための領域よりも燃料流通方向の上流側としている。この領域は、上記燃圧脈動低減手段の存在により燃圧脈動の影響が殆ど及ばない領域となっている。このため、燃料の流れの変化に伴う繰り返し応力が燃料フィルタに作用して燃料フィルタが疲労破壊したり、加圧室からの戻り燃料によって燃料フィルタに大きな荷重が作用して燃料フィルタが損傷したりするといった状況を回避することができる。

また、上記燃料ポンプの具体構成として以下のものが挙げられる。つまり、燃料ポンプがスピル弁式のプランジャポンプであり、加圧室の容積が収縮する方向へプランジャが移動する際にスピル弁が開弁状態である場合に、加圧室内の燃料の一部が低圧燃料配管側に戻されることにより燃料戻りが生じて燃圧脈動が生じる構成となっているものである。特にこのような機構によって燃料ポンプからの燃料吐出量を調整しているものにあっては、燃料の流れ方向が短時間で交互に変化するため、この燃料の流れ方向の変化に伴う繰り返し応力が燃料フィルタに継続的に作用し、燃料フィルタの疲労破壊が懸念されるものであったが、本発明によれば、この繰り返し応力の作用を軽減または無くすことができ、燃料フィルタにおけるフィルタ機能の信頼性の向上、燃料フィルタの長寿命化、燃料フィルタの細メッシュ化を図ることができる。

燃料フィルタの配置形態として具体的には以下の各構成が挙げられる。先ず、燃圧脈動低減手段の内部に燃料流路が形成されており、この燃料流路のうちの一部が脈動低減対象領域とされて、燃料フィルタが、この脈動低減対象領域よりも燃料流通方向の上流側の位置において燃圧脈動低減手段に一体的に取り付けられた構成である。

また、燃圧脈動低減手段の内部に燃料流路が形成されており、この燃料流路の燃料流通方向上流側の端部に上流側配管が接続されている一方、燃料フィルタにガスケットが一体的に形成されており、このガスケットが、上記燃圧脈動低減手段における燃料流路の燃料流通方向上流側の端部と、上流側配管との間に挟持された状態で燃料フィルタが燃圧脈動低減手段に組み付けられた構成である。

特に後者の構成によれば、燃料フィルタにガスケットとしての機能を兼用させることができ、個別部品としてのガスケットが不要になって、部品点数の削減を図ることができる。また、このガスケットとしては、燃料フィルタのフィルタ材を支持するフレーム材（燃料フィルタの枠体）としての機能を兼用させる構成とすることも可能である。

また、燃圧脈動低減手段の具体構成としては、内部にダイヤフラムを備え、このダイヤフラムの移動動作によって低圧燃料供給路中で発生する燃圧脈動を低減する構成となっている。

また、上記各解決手段のうち何れか一つの燃料供給システムに備えられた燃料フィルタも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置において、上記燃圧脈動低減手段が脈動低減対象とする供給路内領域よりも燃料流通方向の上流側の領域に配設された燃料フィルタである。

また、この燃料フィルタの配設形態として具体的には、燃料が通過するフィルタ材を、燃料の流線方向に対して傾斜させたものとしている。これによれば、燃料流路の断面積（燃料の流線に直交する方向での断面積）に対してフィルタ材の表面積（フィルタ面積）を大きく確保することができ、これによりフィルタ性能の向上を図ることができる。

本発明では、燃料ポンプの作動時にその上流側で生じる燃圧脈動を燃圧脈動低減手段によって抑制する際のその脈動低減対象とする供給路内領域よりも上流側に燃料フィルタを配設している。このため、燃料フィルタに、燃料の逆流に伴う繰り返し応力等の作用を軽減または無くすことができ、燃料フィルタの疲労破壊や損傷を防止できて、フィルタ機能の信頼性の向上、燃料フィルタの長寿命化、燃料フィルタの細メッシュ化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載された筒内直噴型多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジンにおける燃料供給システムに本発明を適用した場合について説明する。

−燃料供給システム−
図１は本実施形態における燃料供給システム１００の構造を模式的に示す図である。この図１に示すように、燃料供給システム１００は、燃料タンク１０１から燃料を送り出すフィードポンプ１０２と、そのフィードポンプ１０２によって送り出された燃料を加圧して各気筒（４気筒）のインジェクタ（燃料噴射弁）４，４，…に向けて吐出する高圧燃料ポンプ１とを備えている。

上記高圧燃料ポンプ１の概略構成としては（具体構成については、後で図３を用いて説明する）、シリンダ２１、プランジャ２３、加圧室２２及び電磁スピル弁３０を備えている。プランジャ２３は、エンジンの排気カムシャフト１１０に取り付けられた駆動カム１１１の回転によって駆動され、シリンダ２１内を往復移動する。このプランジャ２３の往復移動により加圧室２２の容積が拡大または縮小する。本実施形態では、排気カムシャフト１１０の回転軸回りに１８０°の角度間隔をもって２つのカム山（カムノーズ）１１２，１１２が駆動カム１１１に形成されている。そして、このカムノーズ１１２，１１２によってプランジャ２３が押し上げられて、このプランジャ２３がシリンダ２１内で移動するようになっている。尚、本実施形態に係るエンジンは４気筒型であるため、エンジンの１サイクル中、つまりクランクシャフトが２回転する間に、気筒毎に設けられたインジェクタ４から各１回ずつ、合計４回の燃料噴射が行われることになる。また、このエンジンでは、クランクシャフトが２回転する度に排気カムシャフト１１０は１回転する。よって、インジェクタ４からの燃料噴射は４回ずつ、高圧燃料ポンプ１からの吐出動作は２回ずつ、エンジンの１サイクル毎に行われるようになっている。

上記加圧室２２はプランジャ２３及びシリンダ２１によって区画されている。この加圧室２２は、低圧燃料配管１０４を介してフィードポンプ１０２に連通しており、また、高圧燃料配管１０５を介してデリバリパイプ（蓄圧容器）１０６内に連通している。

このデリバリパイプ１０６には、上記インジェクタ４，４，…が接続されていると共に、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力（実燃圧）を検出する燃圧センサ１６１が配設されている。また、このデリバリパイプ１０６には、リリーフバルブ１７１を介してリターン配管１７２が接続されている。このリリーフバルブ１７１は、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力が所定圧（例えば１３ＭＰａ）を越えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ１０６に蓄えられた燃料の一部をリターン配管１７２を介して燃料タンク１０１に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力の過上昇が防止される。また、上記リターン配管１７２と高圧燃料ポンプ１とは、燃料排出配管１０８（図１では破線で示している）によって接続されており、プランジャ２３とシリンダ２１との間隙から漏出した燃料がシールユニット５の上部の燃料収容室６に蓄積され、その後、この燃料収容室６に接続された上記燃料排出配管１０８に戻されるようになっている。

尚、低圧燃料配管１０４には、フィルタ１４１及びプレッシャレギュレータ１４２が設けられている。このプレッシャレギュレータ１４２は、低圧燃料配管１０４内の燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を越えたときに低圧燃料配管１０４内の燃料を燃料タンク１０１に戻すことによって、この低圧燃料配管１０４内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。また、低圧燃料配管１０４には、パルセーションダンパ（燃圧脈動低減手段）７が備えられており、このパルセーションダンパ７によって高圧燃料ポンプ１の作動時における低圧燃料配管１０４内の燃圧脈動が抑制されるようになっている（このパルセーションダンパ７の具体的な構成については後述する）。また、高圧燃料配管１０５には、高圧燃料ポンプ１から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止弁１５１が設けられている。

上記高圧燃料ポンプ１には、低圧燃料配管１０４と加圧室２２との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁３０が設けられている。この電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１を備えており、その電磁ソレノイド３１への通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１への通電が停止されているときにはコイルスプリング３７の付勢力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁３０の開閉動作について図２を参照しながら説明する。

先ず、電磁ソレノイド３１に対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁３０がコイルスプリング３７の付勢力によって開弁し、低圧燃料配管１０４と加圧室２２とが連通した状態になる。この状態において、加圧室２２の容積が増大する方向にプランジャ２３が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ１０２から送り出された燃料が低圧燃料配管１０４を経て加圧室２２内に吸入される。

一方、加圧室２２の容積が収縮する方向にプランジャ２３が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド３１への通電により電磁スピル弁３０がコイルスプリング３７の付勢力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管１０４と加圧室２２との間が遮断され、加圧室２２内の燃料圧力が所定値に達した時点でチェック弁４０が開放して、高圧の燃料が高圧燃料配管１０５を通じてデリバリパイプ１０６に向けて吐出される。

そして、高圧燃料ポンプ１における燃料吐出量の調整は、加圧行程での電磁スピル弁３０の閉弁期間を制御することによって行われる。即ち、電磁スピル弁３０の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁３０の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力が制御される。

ここで、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量（電磁スピル弁３０の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるポンプデューティＤＴについて説明する。

このポンプデューティＤＴは、０〜１００％という値の間で変化するものであって、電磁スピル弁３０の閉弁期間に対応する排気カムシャフト１１０の駆動カム１１１のカム角度に関係した値である。

具体的には、駆動カム１１１のカム角度に関して、図２に示すように、電磁スピル弁３０の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）をθ０とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度（目標カム角度）をθとすると、ポンプデューティＤＴは、最大カム角度θ０に対する目標カム角度θの割合（ＤＴ＝θ／θ０）で表される。従って、ポンプデューティＤＴは、目標とする電磁スピル弁３０の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値となり、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値となる。

そして、ポンプデューティＤＴが１００％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁３０の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁３０の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティＤＴが０％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁３０の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁３０の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量が減少して実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティＤＴの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。

−高圧燃料ポンプ１の具体構成−
次に、上記高圧燃料ポンプ１の具体構成について図３を用いて説明する。図３は高圧燃料ポンプ１の縦断面図である。この図３に示すように、本実施形態の高圧燃料ポンプ１は、ハウジング１０内にポンプ部２０、上記電磁スピル弁３０及びチェック弁４０を備えた構成となっている。

上記ポンプ部２０は、シリンダ２１、加圧室２２、プランジャ２３、リフタ２４及びリフタガイド２５を備えている。シリンダ２１はハウジング１０の中央部に形成され、その先端側（図３における上端側）に加圧室２２が形成される。プランジャ２３は円柱状であって、シリンダ２１内にその軸線方向の摺動が可能に挿入されている。リフタ２４は有底円筒状に形成されており、その内部に、プランジャ２３の基端部、後述するリテーナ２６及びコイルスプリング２７等が収容される。リフタガイド２５はハウジング１０の下側に取り付けられた円筒状の部材であって、その内部に上記リフタ２４が軸線方向へ摺動可能に収納されている。

上記プランジャ２３の基端部にはリテーナ２６が係合されている。具体的には、プランジャ２３の基端部に小径部２３ａが設けられており、リテーナ２６にはこの小径部２３ａの外径寸法に略一致する幅を有する溝２６ａが形成されていて、この溝２６ａに小径部２３ａが嵌め込まれることによってプランジャ２３の基端部がリテーナ２６に往復移動一体に係合されている。そして、リフタガイド２５の上部にはスプリングシート部材２５ａが嵌め込まれており、このスプリングシート部材２５ａの下面とリテーナ２６との間にコイルスプリング２７が圧縮状態で配置されている。つまり、このコイルスプリング２７により、プランジャ２３に対して下方への付勢力が付与されていると共に、リフタ２４が駆動カム１１１に向けて付勢されている。尚、駆動カム１１１の外周面の中心位置（駆動カム１１１の回転軸方向の中心位置）とリフタ２４の下面の中心点とは駆動カム１１１の回転軸方向に沿ってずらされ（偏心され）ており、これら両者は所謂オフセット配置されている。また、このオフセットの方向としては、駆動カム１１１の外周面とリフタ２４の下面との間の摩擦力を利用してリフタ２４が平面視において時計回り方向に回転するようにされている。

上記電磁スピル弁３０は加圧室２２に対向して配設され、上記電磁ソレノイド３１、ボビン３２、コア３３、アーマチャ３４、ポペット弁３５及びシート体３６を備えている。電磁ソレノイド３１はボビン３２にリング状に巻装されたコイルで成り、コア３３はボビン３２の中心貫通孔に嵌合固定されている。アーマチャ３４はポペット弁３５の一端に固定された状態で、その一部がコア３３と同軸上でボビン３２の中心貫通孔に進入可能に配置されている。コア３３及びアーマチャ３４の各対向面には凹部がそれぞれ形成されており、それら凹部間にはコイルスプリング３７が圧縮状態で収容されている。そして、このコイルスプリング３７により、アーマチャ３４が加圧室２２側に向かって付勢されている。

上記ポペット弁３５はシート体３６内の貫通孔に摺動可能に挿入され、その下端部には円板状の弁体３５ａが形成されている。そして、電磁ソレノイド３１の非通電時には、コイルスプリング３７の付勢力により、弁体３５ａがシート体３６のシート部３６ａから離間されて、電磁スピル弁３０は開弁状態となる。一方、図示しない電子制御装置から端子３８を介して電磁ソレノイド３１に通電されると、コア３３、アーマチャ３４及び電磁スピル弁３０全体を支持する支持部材３９により磁気回路が形成され、コイルスプリング３７の付勢力に抗して、アーマチャ３４がコア３３側に移動する。これにより、ポペット弁３５が加圧室２２と反対側に移動し、その弁体３５ａがシート体３６のシート部３６ａに当接して、電磁スピル弁３０は閉弁状態となる（図３に示す状態）。

一方、電磁スピル弁３０が開弁状態にあるときには、シート体３６に形成された複数の供給通路３６ｂと加圧室２２との間で燃料が流通可能となっている。

上記ハウジング１０には、内部空間が上記供給通路３６ｂに連通する吸入管部材１１が取り付けられている。そして、電磁スピル弁３０の開弁状態で、プランジャ２３が下降するとき、フィードポンプ１０２の作動により燃料タンク１０１から汲み上げられた低圧燃料が、フィルタ１４１、プレッシャレギュレータ１４２、パルセーションダンパ７、吸入管部材１１及び供給通路３６ｂを経て加圧室２２に吸入されるようになっている。

上記シリンダ２１の先端側に形成された加圧室２２は、シリンダ２１の内周面よりも大径に形成されている。そして、プランジャ２３は電磁スピル弁３０の閉タイミング前に加圧室２２に進入し、電磁スピル弁３０が閉弁した後にプランジャ２３が上死点に到達するようになっている。また、プランジャ２３の先端部が加圧室２２内に進入した状態で、加圧室２２の内周面とプランジャ２３の外周面との間に隙間が形成されるようになっている。ハウジング１０には燃料吐出通路１２が形成されており、加圧室２２がこの燃料吐出通路１２を介してチェック弁４０に連通するようになっている。

上記チェック弁４０は、燃料吐出通路１２に接続されたケーシング４１と、そのケーシング４１内に配置されたシート体４２及びスプリングベース体４５と、シート体４２に接離可能に対向するバルブ体（弁体）４３と、このバルブ体４３をシート体４２に対する当接位置に向かって付勢するコイルスプリング４４とを備えている。また、このチェック弁４０は上記高圧燃料配管１０５に接続されている。そして、加圧室２２内から燃料吐出通路１２を介して圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、バルブ体４３がコイルスプリング４４の付勢力に抗してシート体４２から離間する位置に移動される。これにより、チェック弁４０が開弁状態になって、燃料吐出通路１２から圧送される高圧燃料が高圧燃料配管１０５を経てデリバリパイプ１０６に供給されるようになっている。

次に、本発明の特徴部分についての複数の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。

−パルセーションダンパユニットの構成−
図４は、上記パルセーションダンパ７と、本実施形態の特徴とする部材である燃料フィルタ８とが一体的に組み付けられて成るパルセーションダンパユニット９を示す断面図である。また、図５（ａ）は燃料フィルタ８の側面図であり、図５（ｂ）は燃料フィルタ８の平面図である。更に、図６は、上記パルセーションダンパユニット９が高圧燃料ポンプ１の吸入管部材１１に取り付けられた状態を示す断面図である。

これらの図に示すように、パルセーションダンパユニット９は、後述するユニオンパイプ（上流側配管）１３を吸入管部材１１との間で挟持しながら高圧燃料ポンプ１に組み付けられていると共に、上記低圧燃料配管１０４の流路の一部を構成し、且つその内部において燃圧脈動を抑制する機能を備えている。

具体的には、このパルセーションダンパ７は、ダイアフラム機構を有するダンパ部７１と、燃料流路を形成する配管部７２とを備えている。

上記ダンパ部７１は、屈曲形成された２枚の板材が組み合わされて成るケーシング７３内に、薄肉の金属円板で成り弾性変形自在なダイアフラム７４が収容された構成となっている。このダイアフラム７４は、その外周縁が上記ケーシング７３を構成する２枚の板材の間に挟持された状態で支持されている。そして、このダイアフラム７４とケーシング７３の内壁面との間で背圧空間７４ａが形成されており、この背圧空間７４ａにはコイルスプリング７５が圧縮状態で収容されている。これにより、ダイアフラム７４はコイルスプリング７５の付勢力により配管部７２内の燃料流路Ａ，Ｂ，Ｃに向かう方向の付勢力が付与されている。つまり、ダイアフラム７４は、燃料流路Ｂ，Ｃ内の燃料圧力が高まった場合に、上記コイルスプリング７５の付勢力に抗して変形（燃料流路Ｂ，Ｃから後退する方向へ変形）して燃料圧力を吸収し、これによって燃圧脈動を抑制する機能を発揮するようになっている。尚、上記コイルスプリング７５が収容されているダイアフラム７４の背圧空間７４ａは大気に連通している。

一方、配管部７２は、二重管構造で成り、外側の流路Ａからダイアフラム７４が臨む空間Ｂを経て内側の流路Ｃに向けて燃料が流れる構成となっている。具体的には、上記ダンパ部７１のケーシング７３には燃料流路の一部を構成するための開口７３ａが形成されており、この開口７３ａの縁部には、比較的大径であって且つ軸心方向の長さ寸法が比較的短い外側管７６が取り付けられている。この外側管７６を上記開口７３ａの縁部に取り付ける手法としては溶接等が挙げられる。一方、この外側管７６の内側には、外側管７６よりも小径であって且つ軸心方向の長さ寸法が外側管７６よりも長い内側管７７が配設されている。この内側管７７の支持構造としては、上記外側管７６の内面から延びる支持ピン等が利用される。また、内側管７７の長手方向の両端部のうち、ダンパ部７１側の端部は、ダイアフラム７４との間に所定間隔を存しており、これによって上記二重管構造の外側流路Ａと内側流路Ｃとを連通する連通路Ｂを形成している。また、内側管７７における吸入管部材１１側の端部には雄ネジ７７ａか形成されており、この雄ネジ７７ａを利用してパルセーションダンパユニット９が高圧燃料ポンプ１に組み付けられるようになっている。

そして、本実施形態において特徴とする部材である燃料フィルタ８は、上記外側管７６の先端部から内側管７７の外周面に亘って配設されている。具体的に、この燃料フィルタ８は、図５に示すように、上記外側管７６の先端面形状に略一致するリング形状とされた金属製平板で成る下流側リング８１と、内側管７７の外周面に密着するように内径寸法が内側管７７の外径寸法に略一致するリング形状とされた同じく金属製平板で成る上流側リング８２とを備えている。そして、これら両リング８１，８２同士の間に略擂り鉢形状に成形されたメッシュ（金網）で成るフィルタ材８３が掛け渡され、これらが一体的に接続された構成となっている。そして、このように構成された燃料フィルタ８に対し、上記パルセーションダンパ７の内側管７７が上流側リング８２の内部空間に挿通された状態で、上記下流側リング８１の端面が外側管７６の先端面に当接され、この両者が溶接等の手段によって接合されることにより燃料フィルタ８がパルセーションダンパ７に一体的に取り付けられている。この際、上記上流側リング８２の内周面は内側管７７の外周面の全周囲に亘って当接されることになる。従って、上記外側管７６と内側管７７との間の空間である上記外側流路Ａの開放側は燃料フィルタ８によって覆われた状態、つまり、この外側管７６と内側管７７との間の外側流路Ａに燃料が流入する場合に、この燃料が燃料フィルタ８を通過する構成となっている。このようにして、パルセーションダンパユニット９が構成されている。

−ユニオンパイプ１３の構成−
次に、上記パルセーションダンパユニット９と吸入管部材１１との間で挟持されるユニオンパイプ１３について説明する。図６に示すように、このユニオンパイプ１３は、上記フィードポンプ１０２の作動により燃料タンク１０１から汲み上げられた低圧燃料をパルセーションダンパユニット９に流入させるための配管部材である。

詳しくは、このユニオンパイプ１３は、その外径寸法が上記パルセーションダンパ７の外側管７６の外径寸法に略一致する管体で成り、その外周面の一部に、燃料タンク１０１から延びる低圧燃料配管１０４が接続される接続管１３ａが一体形成されている。つまり、このユニオンパイプ１３は、パルセーションダンパユニット９と吸入管部材１１との間で挟持された状態において、上記内側管７７の外周面との間で燃料流路Ｄを形成している。この燃料流路Ｄは加圧室２２に向かう燃料流れ方向において燃料フィルタ８の上流側の空間（上記外側流路Ａの上流側に連続する燃料流路）となっている。

また、このユニオンパイプ１３における吸入管部材１１に当接する側の端縁には内周側に向かって延びるフランジ１３ｂが形成されている。このフランジ１３ｂの内径寸法は上記内側管７７の外径寸法に一致しており、このユニオンパイプ１３がパルセーションダンパユニット９と吸入管部材１１との間で挟持された状態では、このフランジ１３ｂの内周面が内側管７７の外周面に当接することで、パルセーションダンパユニット９とユニオンパイプ１３との相互の位置決めが成されるようになっている。

また、上記ユニオンパイプ１３及びパルセーションダンパユニット９が高圧燃料ポンプ１に組み付けられた状態では、吸入管部材１１とユニオンパイプ１３との合わせ面部分、ユニオンパイプ１３とパルセーションダンパユニット９との合わせ面部分（詳しくはユニオンパイプ１３と燃料フィルタ８の下流側リング８１との合わせ面部分）にはそれぞれリング形状のガスケット１４，１５が介在されており、各合わせ面部分からの燃料漏れが防止されている。

−パルセーションダンパユニット９の動作−
次に、上述の如く構成されたパルセーションダンパユニット９の動作について説明する。エンジンの駆動に伴って上記フィードポンプ１０２及び高圧燃料ポンプ１が駆動すると、燃料タンク１０１から汲み上げられた低圧燃料が、フィルタ１４１、プレッシャレギュレータ１４２及び低圧燃料配管１０４を経てユニオンパイプ１３の内部空間Ｄに導入される（図６における矢印Ｉ参照）。つまり、このユニオンパイプ１３とパルセーションダンパ７の内側管７７との間で形成されている空間Ｄに燃料が流れ込む。その後、この燃料は燃料フィルタ８を通過する。ここで、燃料中に混在する異物が燃料フィルタ８によって捕捉され、燃料が浄化される。

そして、上記加圧室２２の容積が増大する方向にプランジャ２３が移動するとき（吸入行程）には、燃料フィルタ８を通過した燃料が、パルセーションダンパ７の外側管７６と内側管７７と間の空間（外側流路）Ａ、ダイアフラム７４が臨む空間（連通路）Ｂ、内側管７７の内部空間（内側流路）Ｃを経て吸入管部材１１より、加圧室２２に向けて流入することになる（図６における矢印ＩＩ参照）。

一方、加圧室２２の容積が収縮する方向にプランジャ２３が移動するとき（加圧行程）において、電磁スピル弁３０がコイルスプリング３７の付勢力によって開弁状態とされているときには、加圧室２２内の燃料は、供給通路３６ｂを逆流し、吸入管部材１１の内部を経て内側管７７の内部空間Ｃに流入する（図６における矢印ＩＩＩ参照）。この際、この内側管７７の内部空間Ｃでは燃料に脈動が生じやすい状況となるが、上記パルセーションダンパ７のダイアフラム７４がコイルスプリング７５の付勢力に抗して変形（内側管７７の内部空間Ｃから後退する方向へ変形）し、空間Ｂを拡大させることで燃料圧力を吸収し、これによって燃圧脈動が抑制される。つまり、この燃料の逆流に伴う脈動は、上記内側管７７の内部空間Ｃ及びダイアフラム７４が臨む空間Ｂにおいて抑制されることになり、パルセーションダンパ７の外側管７６と内側管７７と間の空間Ａに脈動が及ぶことはない。言い換えると、このパルセーションダンパ７の外側管７６と内側管７７と間の空間Ａでは、常に加圧室２２側に向かう燃料の流れが生じており、上記脈動の影響は殆ど生じない。

その結果、燃料フィルタ８に、燃料の流れの変化に伴う繰り返し応力が作用してこの燃料フィルタ８が疲労破壊したり、加圧室２２からの戻り燃料によって燃料フィルタ８に大きな荷重が作用して燃料フィルタ８が損傷したりするといった状況が回避されることになる。このため、燃料フィルタ８のフィルタ材８３を構成する線材の径寸法を大きくする等して燃料フィルタ８の剛性を高めておくことなしに燃料フィルタ８の疲労破壊や損傷を防止することができ、燃料フィルタ８のフィルタ機能の信頼性の向上、燃料フィルタ８の長寿命化、燃料フィルタ８の細メッシュ化を図ることができる。

また、上述した如く本実施形態に係る燃料フィルタ８はフィルタ材８３が略擂り鉢形状に成形されている。つまり、上記外側管７６と内側管７７との間に形成される空間の断面積（軸心に直交する方向での断面積）に対してフィルタ材８３の表面積（フィルタ面積）を大きく確保することができ、これによりフィルタ性能の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、燃料フィルタ８の構成及び配設形態が上述した第１実施形態のものと異なっており、その他の構成は第１実施形態のものと同様である。従って、ここでは、第１実施形態との相違点について主に説明する。

図７は、本実施形態におけるパルセーションダンパユニット９の組み付け箇所を分解した断面図である。また、図８は、パルセーションダンパユニット９及びユニオンパイプ１３が吸入管部材１１に組み付けられた状態を示す断面図である。尚、本実施形態では、図７及び図８において上記第１実施形態のものと同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態における燃料フィルタ８は、パルセーションダンパ７の外側管７６の先端面に溶接等の手段によって予め接合されているものではなく、パルセーションダンパ７とは別体として構成されている。そして、図７に示すように、吸入管部材１１に対してガスケット１４、ユニオンパイプ１３、パルセーションダンパ７、燃料フィルタ８を組み付ける際に、パルセーションダンパ７の内側管７７が上流側リング８２の内部空間に挿通されることで、パルセーションダンパ７と燃料フィルタ８とが組み合わされ、これによってパルセーションダンパユニット９が構成されるようになっている。

そして、本実施形態の特徴として、上記燃料フィルタ８を構成している下流側リング８１及び上流側リング８２は共にゴム製であって、これらリング８１，８２がシール部としての機能を兼ね備えた構成となっている。尚、これらリング８１，８２はゴム製に限らず樹脂製であってもよい。

従って、本実施形態では、パルセーションダンパ７のダンパ部７１における外側管７６とユニオンパイプ１３との合わせ面部分のシール機能を下流側リング８１によって得ることが可能となり、この合わせ面部分には個別にガスケット（第１実施形態に係る図６において符号１５のガスケット）が不要になる。これにより、部品点数の削減を図ることができる。尚、この下流側リング８１に十分なシール機能を発揮させるために、この下流側リング８１の厚さ寸法としては上述した第１実施形態における下流側リング８１（金属製平板で成る）よりも大きな寸法に設定されている。

また、本実施形態では、パルセーションダンパ７の内側管７７の外周面に対する上流側リング８２の密着度も高く得ることができ、この両者の隙間から燃料がバイパスしてしまう（燃料フィルタ８を通過することなしに加圧室２２に流れ込む）といったことを確実に回避することができる。

−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば筒内直噴型６気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数のガソリンエンジンにも適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。

また、上記各実施形態における高圧燃料ポンプ１では、排気カムシャフト１１０に取り付けられた駆動カム１１１の回転によってプランジャ２３が駆動される構成としたが、吸気カムシャフトに取り付けられた駆動カムの回転によってプランジャ２３が駆動される構成としてもよい。

更に、本発明は、２つのカムノーズ１１２，１１２を有する駆動カム１１１を備えたものに限らず、その他の個数のカムノーズを有する駆動カムを備えたものにも適用可能である。

また、上記各実施形態における高圧燃料ポンプ１はプランジャポンプであったが、その他の容積形ポンプ（例えば、ピストンポンプやベーンポンプ等）に対しても本発明は適用可能である。

加えて、上述した各実施形態では、二重管構造で成るパルセーションダンパ７に対して本発明を適用した場合について説明したが、パルセーションダンパの構成はこれに限るものではなく、種々の形態のパルセーションダンパに対して本発明は適用可能である。

実施形態に係る燃料供給システムの構造を模式的に示す図である。 電磁スピル弁の開閉動作を説明するための図である。 高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。 第１実施形態におけるパルセーションダンパユニットの内部構造を示す断面図である。 第１実施形態における燃料フィルタを示し、図５（ａ）は燃料フィルタの側面図、図５（ｂ）は燃料フィルタの平面図である。 第１実施形態においてパルセーションダンパユニット及びユニオンパイプが高圧燃料ポンプに組み付けられた状態を示す断面図である。 第２実施形態におけるパルセーションダンパユニット及びユニオンパイプの組み付け箇所を分解した断面図である。 第２実施形態においてパルセーションダンパユニット及びユニオンパイプが高圧燃料ポンプに組み付けられた状態を示す断面図である。 従来例の燃料フィルタの配設構造を示す高圧燃料ポンプ吸入口周辺の断面図である。 従来例において燃料フィルタが破損した状態を示す図９相当図である。

符号の説明

１ 高圧燃料ポンプ
１３ ユニオンパイプ（上流側配管）
２２ 加圧室
２３ プランジャ
３０ 電磁スピル弁
４ インジェクタ（燃料噴射弁）
７ パルセーションダンパ（燃圧脈動低減手段）
７４ ダイアフラム
８ 燃料フィルタ
８１ 下流側リング（ガスケット）
８３ フィルタ材
９ パルセーションダンパユニット
１０４ 低圧燃料配管（低圧燃料供給路）
Ａ 外側流路（燃圧脈動低減手段内部の燃料流路）
Ｂ 連通路（脈動低減対象領域、燃圧脈動低減手段内部の燃料流路）
Ｃ 内側流路（脈動低減対象領域、燃圧脈動低減手段内部の燃料流路）

Claims (7)

1. 低圧燃料供給路から供給された燃料を容積形の燃料ポンプによって加圧して燃料噴射弁に向けて供給する燃料供給システムにおいて、
   上記低圧燃料供給路における燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置には、燃料ポンプからの燃料戻りに起因して発生する燃圧脈動を低減するための燃圧脈動低減手段と、燃料ポンプ内に供給される燃料を濾過するための燃料フィルタとが配設されており、
   上記燃料フィルタの配設位置は、燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置において、上記燃圧脈動低減手段が脈動低減対象とする供給路内領域よりも燃料流通方向の上流側の領域に設定されていることを特徴とする燃料供給システム。
2. 上記請求項１記載の燃料供給システムにおいて、
   燃料ポンプはスピル弁式のプランジャポンプであって、
   加圧室の容積が収縮する方向へプランジャが移動する際にスピル弁が開弁状態である場合に、加圧室内の燃料の一部が低圧燃料配管側に戻されることにより燃料戻りが生じて燃圧脈動が生じる構成となっていることを特徴とする燃料供給システム。
3. 上記請求項１または２記載の燃料供給システムにおいて、
   燃圧脈動低減手段の内部には燃料流路が形成されており、この燃料流路のうちの一部が脈動低減対象領域とされており、燃料フィルタは、この脈動低減対象領域よりも燃料流通方向の上流側の位置において燃圧脈動低減手段に一体的に取り付けられていることを特徴とする燃料供給システム。
4. 上記請求項１または２記載の燃料供給システムにおいて、
   燃圧脈動低減手段の内部には燃料流路が形成されており、この燃料流路の燃料流通方向上流側の端部には上流側配管が接続されている一方、
   燃料フィルタにはガスケットが一体的に形成されており、このガスケットが、上記燃圧脈動低減手段における燃料流路の燃料流通方向上流側の端部と、上流側配管との間に挟持された状態で燃料フィルタが燃圧脈動低減手段に組み付けられていることを特徴とする燃料供給システム。
5. 上記請求項１〜４のうち何れか一つに記載の燃料供給システムにおいて、
   燃圧脈動低減手段は、内部にダイヤフラムを備え、このダイヤフラムの移動動作によって低圧燃料供給路中で発生する燃圧脈動を低減するよう構成されていることを特徴とする燃料供給システム。
6. 上記請求項１〜５のうち何れか一つに記載の燃料供給システムに備えられた燃料フィルタであって、
   燃料ポンプの燃料吸入口近傍位置において、上記燃圧脈動低減手段が脈動低減対象とする供給路内領域よりも燃料流通方向の上流側の領域に配設されていることを特徴とする燃料フィルタ。
7. 上記請求項６記載の燃料フィルタにおいて、
   燃料が通過するフィルタ材は、燃料の流線方向に対して傾斜されていることを特徴とする燃料フィルタ。

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