(57)【要約】【課題】弁部材の弁座への良好な着座を維持し、吐出量が安定する高圧ポンプを提供する。【解決手段】燃料が加圧される加圧室１１３、および加圧室１１３に燃料を導く燃料通路１００を有するハウジング本体１１と、燃料通路１００に設けられ、加圧室１１３側壁面に弁座３４を有する弁ボディ３０と、軸部４１および傘部４２を有し、傘部４２が弁座３４に着座または弁座から離座することにより燃料通路１００を流通する燃料の流れを断続する弁部材４０と、弁部材４０の開弁方向への移動を規制するストッパ５０と、一方の端部が軸部４１に当接可能であり、弁部材４０の移動方向と同一の方向へ移動可能に設けられるニードル６０と、ニードル６０を弁部材４０の閉弁方向に吸引可能な電磁駆動部７０と、を備えている。弁ボディ３０は、弁部材４０の軸部４１を摺動可能に案内する第１挿通孔３５１を有する第１ガイド部３５を備えている。【選択図】図１
2010156258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャによって燃料が加圧される加圧室、および前記加圧室に燃料を導く燃料通路を有するハウジングと、
前記燃料通路に設けられ、前記加圧室側壁面に弁座を有する弁ボディと、
軸部、および前記軸部の前記加圧室側端部に接続する傘部を有し、前記傘部が前記弁座に着座または前記弁座から離座することにより前記燃料通路を流通する燃料の流れを断続する弁部材と、
前記弁部材の前記加圧室側に設けられ、前記弁部材の開弁方向への移動を規制するストッパと、
前記ストッパと前記弁部材との間に設けられ、前記弁部材を閉弁方向へ付勢する第１付勢部材と、
一方の端部が前記軸部の反傘部側端部に当接可能であり、前記弁部材の開弁または閉弁時の移動方向と同一の方向へ移動可能に設けられるニードルと、
前記ニードルを前記弁部材の開弁方向に付勢する第２付勢部材と、
前記ニードルを前記弁部材の閉弁方向または開弁方向のいずれか一方に吸引可能なコイル部を有する電磁駆動部と、を備え、
前記弁ボディは、前記軸部を摺動可能に案内する第１挿通孔を有する第１ガイド部を備えることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記電磁駆動部は、前記ニードルを摺動可能に案内する第２挿通孔を有する第２ガイド部を備えることを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
【請求項３】
前記軸部と前記ニードルとは、互いの当接箇所が常に前記第１ガイド部の前記第２ガイド部側端部と前記第２ガイド部の前記第１ガイド部側端部との間に位置するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の高圧ポンプ。
【請求項４】
前記軸部と前記ニードルとは、互いに当接する端部の外径の大きさが異なることを特徴とする請求項２または３に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記軸部の前記ニードル側端部は、前記ニードル側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項６】
前記ニードルの前記軸部側端部は、前記軸部側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項７】
前記軸部の前記ニードル側端部または前記ニードルの前記軸部側端面のいずれか一方は、球面状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧室に吸入した燃料をプランジャの往復移動により加圧する高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加圧室に吸入した燃料をプランジャの往復移動により加圧し吐出する高圧ポンプが公知である。例えば、特許文献１に開示されている高圧ポンプの場合、加圧室に接続する燃料通路の途中に、加圧室へ供給する燃料の流量を調整する弁部材が設けられている。弁部材は、電磁駆動部によって駆動される。電磁駆動部は、ニードルを経由して弁部材を弁座に着座または弁座から離座する方向へ往復移動させる。
【０００３】
ところで、特許文献１の高圧ポンプでは、ニードルの外周に、燃料が流通する通路が形成されている。つまり、ニードルの外周壁とニードルが挿通される部材の内周壁との間には、当該通路分の隙間が形成されている。そのため、電磁駆動部がニードルを経由して弁部材を往復移動させるとき、ニードルの軸の径方向の位置が不安定になるおそれがある。これにより、電磁駆動部の作動中、ニードルと弁部材との当接箇所がずれ、弁座への弁部材の不安定な着座を招くこととなる。その結果、加圧室に供給される燃料、あるいは高圧ポンプから吐出される燃料の流量に変動が生じるおそれがある。
【特許文献１】特表２００２−５２１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、弁部材の弁座への良好な着座を維持し、吐出量が安定する高圧ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、往復移動可能なプランジャと、プランジャによって燃料が加圧される加圧室、および加圧室に燃料を導く燃料通路を有するハウジングと、燃料通路に設けられ、加圧室側壁面に弁座を有する弁ボディと、軸部、および軸部の加圧室側端部に接続する傘部を有し、傘部が弁座に着座または弁座から離座することにより燃料通路を流通する燃料の流れを断続する弁部材と、弁部材の加圧室側に設けられ、弁部材の開弁方向への移動を規制するストッパと、ストッパと弁部材との間に設けられ、弁部材を閉弁方向へ付勢する第１付勢部材と、一方の端部が軸部の反傘部側端部に当接可能であり、弁部材の開弁または閉弁時の移動方向と同一の方向へ移動可能に設けられるニードルと、ニードルを弁部材の開弁方向に付勢する第２付勢部材と、ニードルを弁部材の閉弁方向または開弁方向のいずれか一方に吸引可能なコイル部を有する電磁駆動部と、を備えている。弁ボディは、弁部材の軸部を摺動可能に案内する第１挿通孔を有する第１ガイド部を備えている。そのため、電磁駆動部によりニードルを経由して弁部材を開弁方向または閉弁方向へ移動させるとき、弁部材は、第１ガイド部によって軸方向への往復移動が案内される。これにより、弁部材は径方向へ移動することなく、弁部材を弁座に対し安定して着座または離座させることができる。したがって、加圧室へ供給する燃料の流量、および高圧ポンプから吐出する燃料の流量を安定させることができる。
【０００６】
請求項２記載の発明では、電磁駆動部は、ニードルを摺動可能に案内する第２挿通孔を有する第２ガイド部を備えている。そのため、電磁駆動部によりニードルを経由して弁部材を開弁方向または閉弁方向へ移動させるとき、ニードルは、第２ガイド部によって軸方向への往復移動が案内される。これにより、ニードルは径方向へ移動することなく、ニードルを弁部材に対して安定して当接させることができる。その結果、ニードルに当接する弁部材の往復移動が安定し、弁部材を弁座に対し、より安定して着座または離座させることができる。
【０００７】
請求項３記載の発明では、軸部とニードルとは、互いの当接箇所が常に第１ガイド部の第２ガイド部側端部と第２ガイド部の第１ガイド部側端部との間に位置するように設けられている。これにより、軸部およびニードルが往復移動するとき、それぞれの当接側端部は、対向する第２ガイド部の端面または第１ガイド部の端面の手前までが移動範囲となる。そのため、弁部材およびニードルは、軸部とニードルとが非同軸の状態で組み付けられていたとしても、往復移動するとき、それぞれの当接側端部が、対向する第２ガイド部の端面または第１ガイド部の端面に接触することはない。その結果、軸部およびニードルは、対向する端面によって、移動を阻害されることがない。よって、弁部材およびニードルの組み付け状態にかかわらず、ニードルを軸部に対し適切に当接させることができる。したがって、弁部材およびニードルの組み付けに際し、正確に同軸に組み付けるというような高い精度は要求されず、組み付けを容易にすることができる。
【０００８】
請求項４記載の発明では、軸部とニードルとは、互いに当接する端部の外径の大きさが異なっている。つまり、軸部とニードルとの当接面積は、軸部およびニードルのうち端部の外径が小さい方の端面の面積とすることができる。これにより、ニードルが軸部に当接するとき、軸部およびニードルの軸がずれた状態であったとしても、軸部とニードルとの当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードルが軸部に加える力が安定し、弁部材の往復移動をより安定させることができる。
【０００９】
また、軸部とニードルとは互いに当接する端部の外径の大きさが異なるため、軸部が摺動可能に挿通されている第１挿通孔とニードルが摺動可能に挿通されている第２挿通孔とについても、径の大きさが異なっている。これにより、例えば、軸部とニードルとが、「往復移動するとき、それぞれの当接側端部が、第２ガイド部の端面または第１ガイド部の端面を越えて第２挿通孔または第１挿通孔に進入するような構成であり」、かつ、「非同軸の状態で組み付けられていた」としても、それぞれの当接側端部が第２ガイド部の端面または第１ガイド部の端面に接触することはない。よって、弁部材およびニードルの組み付けに際し、正確に同軸に組み付けるというような高い精度は要求されず、組み付けをより容易にすることができる。また、上記構成によれば、軸部およびニードルの軸方向の長さ、および軸部とニードルとの当接箇所の軸方向位置に関し、設計の自由度を高めることができる。
【００１０】
請求項５記載の発明では、軸部のニードル側端部は、ニードル側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されている。すなわち、軸部のニードル側端部の外径は、軸部のニードル側端部以外の部分の外径よりも小さい。そのため、例えば、軸部のニードル側端部以外の部分の外径とニードルの外径とが同等であっても、軸部とニードルとの当接面積を、軸部のニードル側端面の面積、すなわちニードルの軸部側端面の面積よりも小さな面積とすることができる。これにより、ニードルが軸部に当接するとき、軸部およびニードルの軸がずれた状態であったとしても、軸部とニードルとの当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードルが軸部に加える力が安定し、弁部材の往復移動をより安定させることができる。
【００１１】
請求項６記載の発明では、ニードルの軸部側端部は、軸部側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されている。すなわち、ニードルの軸部側端面の外径は、ニードルの軸部側端部以外の部分の外径よりも小さい。そのため、例えば、ニードルの軸部側端部以外の部分の外径と軸部の外径とが同等であっても、軸部とニードルとの当接面積を、ニードルの軸部側端面の面積、すなわち軸部のニードル側端面の面積よりも小さな面積とすることができる。これにより、ニードルが軸部に当接するとき、軸部およびニードルの軸がずれた状態であったとしても、軸部とニードルとの当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードルが軸部に加える力が安定し、弁部材の往復移動をより安定させることができる。
【００１２】
請求項７記載の発明では、軸部のニードル側端面またはニードルの軸部側端面のいずれか一方は、球面状に形成されている。そのため、ニードルが軸部に当接するとき、軸部とニードルとの当接面積はごく小さなものとなる。これにより、このとき、軸部およびニードルの軸がずれた状態であったとしても、軸部とニードルとの当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードルが軸部に加える力が安定し、弁部材の往復移動をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による高圧ポンプを図１および図２に示す。高圧ポンプ１０は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプである。
【００１４】
図２に示すように、高圧ポンプ１０は、ハウジング本体１１、カバー１２、弁ボディ３０、弁部材４０、ストッパ５０、スプリング２１、ニードル６０、スプリング２２および電磁駆動部７０などを備えている。
ハウジング本体１１およびカバー１２は、特許請求の範囲の「ハウジング」を構成している。ハウジング本体１１は、例えばマルテンサイト系のステンレスなどで形成されている。ハウジング本体１１は、円筒状のシリンダ１４を形成している。ハウジング本体１１のシリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向へ往復移動可能に支持されている。
【００１５】
ハウジング本体１１は、導入通路１１１、吸入通路１１２、加圧室１１３および吐出通路１１４などを形成している。ハウジング本体１１は、筒部１５を有している。筒部１５は、内部に導入通路１１１と吸入通路１１２とを連通する通路１５１を形成している。筒部１５は、シリンダ１４の中心軸と概ね垂直に形成されており、内径が途中で変化している。ハウジング本体１１は、筒部１５において内径が変化する部分に段差面１５２を形成している。筒部１５に形成されている通路１５１には、弁ボディ３０が設けられている。
【００１６】
ハウジング本体１１とカバー１２との間には、燃料室１６が形成されている。ハウジング本体１１には、燃料室１６に連通する図示しない燃料入口が形成されている。燃料室１６には、当該燃料入口を通じて、図示しない低圧燃料ポンプによって燃料タンクから燃料が供給される。導入通路１１１は、燃料室１６と筒部１５の内周側に形成されている通路１５１とを連通している。吸入通路１１２は、一方の端部が加圧室１１３に連通している。吸入通路１１２の他方の端部は、段差面１５２の内周側に開口している。導入通路１１１と吸入通路１１２とは、図１に示すように弁ボディ３０の内周側を経由して接続している。加圧室１１３は、図２に示すように吸入通路１１２とは反対側において吐出通路１１４と連通している。ここで、導入通路１１１、通路１５１および吸入通路１１２は、特許請求の範囲の「燃料通路」を構成している。本実施形態では、当該「燃料通路」を燃料通路１００で示している。
【００１７】
プランジャ１３は、ハウジング本体１１のシリンダ１４に軸方向へ往復移動可能に支持されている。加圧室１１３は、プランジャ１３の往復移動方向の一端側に形成されている。プランジャ１３の他端側に設けられたヘッド１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８とハウジング本体１１との間には、スプリング１９が設けられている。スプリング座１８は、スプリング１９の付勢力により、図示しないカムの方向へ付勢されている。プランジャ１３は、図示しないタペットを介してカムと接することにより、往復駆動される。
【００１８】
スプリング１９は、一方の端部がハウジング本体１１に接し、他方の端部がスプリング座１８に接している。スプリング１９は、軸方向へ伸びる力を有している。これにより、スプリング１９は、スプリング座１８を経由して図示しないタペットをカム側へ付勢する。プランジャ１３のヘッド１７側の外周面と、プランジャ１３を収容するシリンダ１４を形成しているハウジング本体１１の内周面との間は、オイルシール２３により液密にシールされている。オイルシール２３は、エンジン内から加圧室１１３へのオイルの浸入を防止するとともに、加圧室１１３からエンジンへの燃料の流出を防止する。
【００１９】
燃料出口９１を形成する吐出弁部９０は、ハウジング本体１１の吐出通路１１４側に設けられている。吐出弁部９０は、加圧室１１３において加圧された燃料の排出を断続する。吐出弁部９０は、逆止弁９２、規制部材９３およびスプリング９４を有している。逆止弁９２は、底部９２１、および底部９２１から反加圧室１１３側へ筒状に延びる筒部９２２からなる有底筒状に形成され、吐出通路１１４において往復移動可能に設けられている。規制部材９３は、筒状に形成され、吐出通路１１４を形成するハウジング本体１１に固定されている。スプリング９４は、一方の端部が規制部材９３に接し、他方の端部が逆止弁９２の筒部９２２に接している。逆止弁９２は、スプリング９４の付勢力により、ハウジング本体１１が形成する弁座９５側へ付勢されている。逆止弁９２は、底部９２１側の端部が弁座９５に着座することにより吐出通路１１４を閉鎖し、弁座９５から離座することにより吐出通路１１４を開放する。逆止弁９２は、弁座９５とは反対側へ移動したとき、筒部９２２の反底部９２１側端部が規制部材９３と接することにより移動が規制される。
【００２０】
加圧室１１３の燃料の圧力が上昇すると、加圧室１１３側の燃料から逆止弁９２が受ける力は増大する。そして、加圧室１１３側の燃料から逆止弁９２が受ける力がスプリング９４の付勢力と弁座９５の下流側の燃料、すなわち図示しないデリバリパイプ内の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、逆止弁９２は弁座９５から離座する。これにより、加圧室１１３内の燃料は、吐出通路１１４、すなわち逆止弁９２の筒部９２２に形成された通孔９２３、および筒部９２２の内側を経由して燃料出口９１から高圧ポンプ１０の外部へ吐出される。
【００２１】
一方、加圧室１１３の燃料の圧力が低下すると、加圧室１１３側の燃料から逆止弁９２が受ける力は減少する。そして、加圧室１１３側の燃料から逆止弁９２が受ける力がスプリング９４の付勢力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、逆止弁９２は弁座９５に着座する。これにより、図示しないデリバリパイプ内の燃料は、吐出通路１１４を経由して加圧室１１３へ流入することが防止される。
【００２２】
弁ボディ３０は、図１に示すようにハウジング本体１１に固定されている。弁ボディ３０は、例えば圧入、および係止部材２０などによりハウジング本体１１の通路１５１の内側に固定されている。すなわち、弁ボディ３０は、燃料通路１００を構成する通路１５１の途中に設けられている。弁ボディ３０は、底部３１、および底部３１から加圧室１１３側へ筒状に延びる筒部３２からなる有底筒状に形成されている。
【００２３】
弁ボディ３０は、底部３１の加圧室１１３側に、反加圧室１１３側へ凹む凹部３３を有している。底部３１の加圧室１１３側の壁面には、凹部３３の外縁に弁座３４が形成されている。すなわち、弁ボディ３０は、加圧室１１３側壁面に弁座３４を有している。弁座３４は、弁ボディ３０の軸に対し所定の角度をなすテーパ状に形成されている。
弁ボディ３０は、底部３１の中央部に第１ガイド部３５を有している。第１ガイド部３５は、底部３１の中央部から反凹部３３側へ筒状に突出するように形成されている。弁ボディ３０は、第１ガイド部３５の凹部３３を形成する壁面と反凹部３３側の壁面とを接続する第１挿通孔３５１を有している。また、底部３１の第１挿通孔３５１の外周側には、凹部３３を形成する壁面と反凹部３３側の壁面とを接続する第１通路１２１が形成されている。第１通路１２１は、弁ボディ３０の軸に対し周方向に複数形成されている。
【００２４】
弁部材４０は、略円柱状の軸部４１、および軸部４１の加圧室１１３側端部に接続する略円盤状の傘部４２とからなる。弁部材４０は、傘部４２の外縁から反軸部４１側へ筒状に突出する突出部４３を有している。弁部材４０は、軸部４１が第１ガイド部３５の第１挿通孔３５１に挿通され、弁ボディ３０の内側において軸部４１の軸方向へ往復移動可能に設けられている。傘部４２の弁座３４側の壁面は、弁座３４の形状に対応し、軸部４１の軸に対し所定の角度をなすテーパ状に形成されている。弁部材４０は、往復移動することにより傘部４２が弁座３４に着座または弁座３４から離座して燃料通路１００を流通する燃料の流れを断続する。また、弁部材４０は、傘部４２が弁座３４から離座しているとき、弁座３４との間に環状の第２通路１２２を形成する。
【００２５】
第１ガイド部３５の第１挿通孔３５１の径は、弁部材４０の軸部４１の径とほぼ同一、または軸部４１の径よりもわずかに大きく形成されている。これにより、弁部材４０は、軸部４１の外壁が、第１挿通孔３５１を形成する第１ガイド部３５の壁面に摺動しながら、弁ボディ３０の内側で往復移動する。そのため、弁部材４０は、往復移動するとき、第１ガイド部３５によって、その往復移動が案内される。
【００２６】
軸部４１は、軸方向の途中に、外周壁から径内方向へ向けて凹む小径部４１１を有している。これにより、軸部４１と第１ガイド部３５との接触面積は、軸部４１が小径部４１１を有しない場合に比べて小さくなる。そのため、弁部材４０が往復移動するとき、軸部４１と第１ガイド部３５との摺動による抵抗を低減することができる。それとともに、小径部４１１は、軸部４１の摺動部を潤滑する役割も合わせ持つ。
【００２７】
小径部４１１と第１挿通孔３５１を形成する第１ガイド部３５の内周壁との間には、略環状の燃料溜まり４１２が形成されている。第１ガイド部３５の凹部３３側の燃料、および第１ガイド部３５の反凹部３３側の燃料は、軸部４１の外周壁と第１挿通孔３５１を形成する第１ガイド部３５の内周壁との間を通じて、燃料溜まり４１２に流入し保持される。そのため、弁部材４０が往復移動するとき、燃料溜まり４１２内の燃料は第１ガイド部３５の内周壁に付着する。これにより、軸部４１と第１ガイド部３５との摺動による抵抗をより低減することができる。
【００２８】
ストッパ５０は、弁部材４０の加圧室１１３側に設けられている。ストッパ５０は、筒部５１、筒部５１の反弁部材４０側の端部を塞ぐ底部５２、および底部５２の径外側に形成される環状の拡張部５３からなる。ストッパ５０は、弁ボディ３０の筒部３２の内周壁に拡張部５３の外周壁が溶接されて弁ボディ３０に固定されている。
【００２９】
ストッパ５０と弁部材４０との間に、第１付勢部材としてのスプリング２１が設けられている。スプリング２１は、ストッパ５０の筒部５１の内側において、一方の端部が底部５２に接し、他方の端部が弁部材４０の傘部４２に接している。スプリング２１は、軸方向に伸びる力を有し、弁部材４０を、反ストッパ５０側すなわち閉弁方向へ付勢している。
【００３０】
ストッパ５０の筒部５１の弁部材４０側端部と弁部材４０の突出部４３のストッパ５０側端部とは当接可能である。ストッパ５０は、弁部材４０がストッパ５０に当接したとき、弁部材４０と筒部５１の内壁と底部５２とに囲まれた容積室５４を形成する。また、このとき、ストッパ５０は、弁部材４０の、加圧室１１３側すなわち開弁方向への移動を規制する。
【００３１】
弁部材４０の突出部４３がストッパ５０の筒部５１に当接しているとき、ストッパ５０は、突出部４３の加圧室１１３側の開口を塞いでいる。これにより、このとき、加圧室１１３側から弁部材４０側へ向かう燃料は、弁部材４０への衝突が緩和される。
ストッパ５０の拡張部５３には、拡張部５３の加圧室１１３側の壁面と反加圧室１１３側の壁面とを接続する第３通路１２３が形成されている。第３通路１２３は、ストッパ５０の軸に対し周方向に複数形成されている。
【００３２】
第２通路１２２と第３通路１２３との間には、弁ボディ３０の筒部３２の内周壁とストッパ５０の筒部５１の外周壁とに囲まれた略環状の中間通路１２４が形成されている。
ストッパ５０の筒部５１には、容積室５４と中間通路１２４とを連通する管路５５が形成されている。
【００３３】
上述した第１通路１２１、第２通路１２２、第３通路１２３および中間通路１２４は、それぞれハウジング本体１１に形成された通路１５１に含まれている。すなわち、燃料通路１００は、第１通路１２１、第２通路１２２、第３通路１２３および中間通路１２４を含んでいる。これにより、燃料が燃料室１６側から加圧室１１３側へ向かうとき、燃料は、第１通路１２１、第２通路１２２、中間通路１２４および第３通路１２３を、この順で流通する。一方、燃料が加圧室１１３側から燃料室１６側へ向かうとき、燃料は、第３通路１２３、中間通路１２４、第２通路１２２および第１通路１２１を、この順で流通する。
【００３４】
図２に示すように、電磁駆動部７０は、コイル７１、固定コア７２、可動コア７３、フランジ７５などを有している。コイル７１は、樹脂製のスプール７８に巻かれており、通電することにより磁界を発生する。固定コア７２は、磁性材料から形成されている。固定コア７２は、コイル７１の内周側に収容されている。可動コア７３は、磁性材料から形成されている。可動コア７３は、固定コア７２と対向して配置されている。可動コア７３は、非磁性材料から形成されている筒部材７９およびフランジ７５の内周側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。筒部材７９は、固定コア７２とフランジ７５との間の磁気的な短絡を防止する。
【００３５】
フランジ７５は、磁性材料から形成されている。図１に示すように、フランジ７５は、ハウジング本体１１の筒部１５に取り付けられている。これにより、フランジ７５は、電磁駆動部７０をハウジング本体１１に保持するとともに、筒部１５の端部を塞いでいる。フランジ７５は、中央部に、筒状に形成された第２ガイド部７６を有している。第２ガイド部７６は、フランジ７５の弁ボディ３０側と反弁ボディ３０側とを連通する第２挿通孔７６１を有している。
【００３６】
ニードル６０は、略円柱状に形成され、フランジ７５の第２ガイド部７６に形成された第２挿通孔７６１に挿通されている。ニードル６０は、第２挿通孔７６１の内側において軸方向へ往復移動可能に設けられている。第２挿通孔７６１の径は、ニードル６０の径とほぼ同一、またはニードル６０の径よりもわずかに大きく形成されている。これにより、ニードル６０は、外壁が、第２挿通孔７６１を形成する第２ガイド部７６の壁面に摺動しながら往復移動する。そのため、ニードル６０は、往復移動するとき、第２ガイド部７６によって、その往復移動が案内される。
【００３７】
ニードル６０は、外周壁の一部が面取りされることにより形成される略平面状の壁面６１を有している。このように、ニードル６０の外周壁の一部を面取りすることにより、ニードル６０と第２ガイド部７６との接触面積は小さくなる。これにより、ニードル６０と第２ガイド部７６との摺動による抵抗を低減することができる。
【００３８】
ニードル６０の壁面６１と第２挿通孔７６１を形成する第２ガイド部７６の内周壁との間には、隙間６２が形成されている。そのため、フランジ７５の弁ボディ３０側の燃料は、隙間６２を経由してフランジ７５の反弁ボディ３０側へ流通可能である。これにより、フランジ７５の弁ボディ３０側と反弁ボディ３０側との圧力はほぼ同一となる。また、隙間６２は、可動コア７３の周囲に溜まったエアのエア抜き通路としても機能する。
【００３９】
ニードル６０は、一方の端部が可動コア７３に圧入または溶接されることで可動コア７３と一体に組み付けられている。また、ニードル６０は、他方の端部に形成された端面６３が、弁部材４０の軸部４１の反傘部４２側端部に形成された端面４５と当接可能である。なお、ニードル６０は、弁部材４０の開弁または閉弁時の移動方向と同一の方向へ移動可能である。
【００４０】
固定コア７２と可動コア７３との間に、第２付勢部材としてのスプリング２２が設けられている。スプリング２２は、可動コア７３を弁部材４０側へ付勢している。スプリング２２が可動コア７３を付勢する力は、スプリング２１が弁部材４０を付勢する力よりも大きい。すなわち、スプリング２２は、可動コア７３およびニードル６０をスプリング２１の付勢力に抗して弁部材４０側、すなわち弁部材４０の開弁方向へ付勢している。これにより、コイル７１に通電していないとき、固定コア７２と可動コア７３とは互いに離れている。そのため、コイル７１に通電していないとき、可動コア７３と一体のニードル６０はスプリング２２の付勢力により弁部材４０側へ移動するとともに、弁部材４０は弁ボディ３０の弁座３４から離座している。電磁駆動部７０のコイル７１、固定コア７２、可動コア７３、フランジ７５、スプール７８および筒部材７９は、特許請求の範囲の「コイル部」を構成している。
【００４１】
次に、上記構成の高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
プランジャ１３が図２の下方へ移動するとき、コイル７１への通電は停止されている。そのため、弁部材４０は、電磁駆動部７０のスプリング２２から力を受けている可動コア７３と一体のニードル６０により加圧室１１３側へ付勢されている。その結果、弁部材４０は、弁ボディ３０の弁座３４から離座している。また、プランジャ１３が図２の下方へ移動するとき、加圧室１１３の圧力は低下する。そのため、弁部材４０が凹部３３側の燃料から受ける力は、加圧室１１３側の燃料から受ける力よりも大きくなる。これにより、弁部材４０には弁座３４から離座する方向へ力が加わり、弁部材４０は弁座３４から離座する。弁部材４０は、突出部４３がストッパ５０の筒部５１に当接するまで移動する。弁部材４０が弁座３４から離座、すなわち開弁することにより、燃料室１６は、導入通路１１１、通路１５１および吸入通路１１２を経由して加圧室１１３に連通する。したがって、燃料室１６の燃料は、第１通路１２１、第２通路１２２、中間通路１２４および第３通路１２３をこの順で経由して加圧室１１３に吸入される。また、このとき、弁部材４０は、ストッパ５０と当接することにより、突出部４３の加圧室１１３側の開口がストッパ５０で塞がれている。
【００４２】
（２）調量行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇するとき、加圧室１１３から弁部材４０側すなわち燃料室１６側へ排出される燃料の流れにより、弁部材４０には加圧室１１３側の燃料から弁座３４に着座する方向へ力が加わる。しかし、コイル７１に通電していないとき、ニードル６０は、スプリング２２の付勢力により弁部材４０側へ付勢されている。そのため、弁部材４０は、ニードル６０によって弁座３４側への移動が規制される。また、弁部材４０は、突出部４３の加圧室１１３側の開口がストッパ５０によって塞がれている。これにより、加圧室１１３から燃料室１６側へ排出される燃料の流れが、弁部材４０に直接衝突することはない。そのため、燃料の流れにより弁部材４０に加わる閉弁方向への力が緩和される。その結果、コイル７１への通電が停止されている間、弁部材４０は弁座３４から離間した状態を維持する。これにより、プランジャ１３の上昇によって加圧室１１３から排出される燃料は、燃料室１６から加圧室１１３へ吸入される場合と逆に、第３燃料通路１２３、中間通路１２４、第２通路１２２および第１通路１２１をこの順で経由して燃料室１６へ戻される。
【００４３】
調量行程の途中にコイル７１へ通電すると、コイル７１に発生した磁界により、固定コア７２、フランジ７５および可動コア７３に磁気回路が形成される。これにより、互いに離間している固定コア７２と可動コア７３との間には磁気吸引力が発生する。固定コア７２と可動コア７３との間に発生する磁気吸引力がスプリング２２の付勢力よりも大きくなると、可動コア７３は固定コア７２側へ移動する。そのため、可動コア７３と一体のニードル６０も、固定コア７２側へ移動する。ニードル６０が固定コア７２側へ移動すると、弁部材４０とニードル６０とは離間し、弁部材４０はニードル６０から力を受けない。その結果、弁部材４０は、スプリング２１の付勢力、および、加圧室１１３から燃料室１６側へ排出される燃料の流れにより弁部材４０に加わる閉弁方向の力によって弁座３４側へ移動する。
【００４４】
弁部材４０が弁座３４側へ移動し、弁部材４０が弁座３４に着座、すなわち閉弁することにより、第２通路１２２が閉鎖され、燃料通路１００を流通する燃料の流れが遮断される。これにより、加圧室１１３から燃料室１６へ燃料を排出する調量行程は終了する。プランジャ１３が上昇するとき、第２通路１２２、すなわち加圧室１１３と燃料室１６との間を閉鎖することにより、加圧室１１３から燃料室１６へ戻される燃料の量が調整される。その結果、加圧室１１３で加圧される燃料の量が決定される。
【００４５】
（３）加圧行程
加圧室１１３と燃料室１６との間が閉鎖された状態でプランジャ１３がさらに上死点に向けて上昇すると、加圧室１１３の燃料の圧力は上昇する。加圧室１１３の燃料の圧力が所定の圧力以上になると、吐出弁部９０のスプリング９４の付勢力と弁座９５の下流側の燃料から逆止弁９２が受ける力とに抗して、逆止弁９２は弁座９５から離座する。これにより、吐出弁部９０が開弁し、加圧室１１３で加圧された燃料は吐出通路１１４を通り高圧ポンプ１０から吐出される。高圧ポンプ１０から吐出された燃料は、図示しないデリバリパイプに供給されて蓄圧され、インジェクタに供給される。
【００４６】
プランジャ１３が上死点まで移動すると、コイル７１への通電が停止され、弁部材４０は再び弁座３４から離座する。このとき、プランジャ１３は再び図２の下方へ移動し、加圧室１１３の燃料の圧力は低下する。これにより、加圧室１１３には燃料室１６から燃料が吸入される。
なお、弁部材４０が閉弁し、加圧室１１３の燃料の圧力が所定値まで上昇したとき、コイル７１への通電は停止してもよい。加圧室１１３の燃料の圧力が上昇すると、弁部材４０が弁座３４から離座する方向へ受ける力よりも、加圧室１１３側の燃料によって弁座３４へ着座する方向へ受ける力が大きくなる。そのため、コイル７１への通電を停止しても、弁部材４０は加圧室１１３側の燃料から受ける力によって弁座３４への着座状態を維持する。このように、所定の時期にコイル７１への通電を停止することにより、電磁駆動部７０の消費電力を低減することができる。
【００４７】
上記の（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。燃料の吐出量は、電磁駆動部７０のコイル７１への通電タイミングを制御することにより調節される。
本実施形態では、図１に示すように、電磁駆動部７０のコイル７１への通電を停止しているとき、弁部材４０の傘部４２は、ストッパ５０に当接し、弁座３４から離座している。このとき、弁部材４０の軸部４１の端面４５は、第１ガイド部３５の第２ガイド部７６側の端面３６とほぼ同じ位置、または端面３６よりも僅かに第２ガイド部７６側へ飛び出した位置にある。一方、電磁駆動部７０のコイル７１へ通電することによりニードル６０が反弁部材４０側へ吸引されると、弁部材４０の傘部４２は、弁ボディ３０の弁座３４に着座する。このとき、弁部材４０の端面４５は、第１ガイド部３５の端面３６よりもやや第２ガイド部７６側へ飛び出した位置にある。
【００４８】
このように、弁部材４０の傘部がストッパ５０と弁座３４との間を往復移動するとき、弁部材４０の端面４５は、第１ガイド部３５の端面３６近傍に位置している。これにより、ニードル６０が軸部４１に当接し弁部材４０を開弁方向へ押圧するとき、ニードル６０は、端面３６近傍において軸部４１を押圧する。そのため、このとき、軸部４１の端面４５側端部に径方向の力が作用したとしても、軸部４１の外周壁が第１挿通孔３５１を形成する第１ガイド部３５の内周壁に押し付けられる力は小さなものとなる。その結果、軸部４１の端面３６近傍に生じる応力を小さくすることができる。したがって、軸部４１の破損あるいは損傷等を低減することができる。
【００４９】
以上説明した第１実施形態では、弁ボディ３０は、弁部材４０の軸部４１を摺動可能に案内する第１挿通孔３５１を有する第１ガイド部３５を備えている。そのため、電磁駆動部７０によりニードル６０を経由して弁部材４０を開弁方向または閉弁方向へ移動させるとき、弁部材４０は、第１ガイド部３５によって軸方向への往復移動が案内される。これにより、弁部材４０は径方向へ移動することなく、弁部材４０を弁座３４に対し安定して着座または離座させることができる。したがって、加圧室１１３へ供給する燃料の流量、および高圧ポンプ１０から吐出する燃料の流量を安定させることができる。
【００５０】
また、第１実施形態では、電磁駆動部７０は、ニードル６０を摺動可能に案内する第２挿通孔７６１を有する第２ガイド部７６を備えている。そのため、電磁駆動部７０によりニードル６０を経由して弁部材４０を開弁方向または閉弁方向へ移動させるとき、ニードル６０は、第２ガイド部７６によって軸方向への往復移動が案内される。これにより、ニードル６０は径方向へ移動することなく、ニードル６０を弁部材４０に対して安定して当接させることができる。その結果、ニードル６０に当接する弁部材４０の往復移動が安定し、弁部材４０を弁座３４に対し、より安定して着座または離座させることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による高圧ポンプの要部を図３に示す。第２実施形態では、弁部材の軸部とニードルとは、外径の大きさが異なる。また、第２実施形態では、軸部とニードルとの当接箇所の軸方向位置が、第１実施形態と異なる。
【００５２】
第２実施形態では、ニードル６０の軸部４１側端部の外径は、軸部４１のニードル６０側端部の外径よりも小さく形成されている。すなわち、軸部４１とニードル６０とは、互いに当接する端部の外径の大きさが異なっている。ニードル６０が軸部４１に当接するとき、軸部４１とニードル６０とは、端面４５と端面６３とで当接する。このとき、軸部４１とニードル６０との当接面積は、ニードル６０の端面６３の面積と同一である。つまり、軸部４１とニードル６０との当接面積は、軸部４１およびニードル６０のうち端部の外径が小さい方の端面の面積とすることができる。これにより、ニードル６０が軸部４１に当接するとき、軸部４１およびニードル６０の軸がずれた状態であったとしても、軸部４１とニードル６０との当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードル６０が軸部４１に加える力が安定し、弁部材４０の往復移動をより安定させることができる。
【００５３】
図３は、弁部材４０が弁座３４から離座し、ストッパ５０に当接しているときの状態を示している。このとき、ニードル６０に当接する軸部４１の端面４５は、第１ガイド部３５の端面３６よりも第２ガイド部７６側に位置している。一方、弁部材４０が弁座３４に着座した状態では、軸部４１の端面４５は、図３における端面４５の位置よりもやや第２ガイド部７６側に位置する。すなわち、第２実施形態では、軸部４１とニードル６０とは、互いの当接箇所が常に第１ガイド部３５の端面３６と第２ガイド部７６の第１ガイド部３５側の端面７７との間に位置するように設けられている。これにより、軸部４１およびニードル６０が往復移動するとき、それぞれの当接側端部は端面７７または端面３６の手前までが移動範囲となる。そのため、弁部材４０およびニードル６０は、軸部４１とニードル６０とが非同軸の状態で組み付けられていたとしても、往復移動するとき、それぞれの当接側端部が端面７７または端面３６に接触することはない。その結果、軸部４１およびニードル６０は、端面７７および端面３６によって、移動を阻害されることがない。よって、弁部材４０およびニードル６０の組み付け状態にかかわらず、ニードル６０を軸部４１に対し適切に当接させることができる。したがって、弁部材４０およびニードル６０の組み付けに際し、正確に同軸に組み付けるというような高い精度は要求されず、組み付けを容易にすることができる。
【００５４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による高圧ポンプの要部を図４に示す。第３実施形態では、第２実施形態と同様、弁部材の軸部とニードルとは、外径の大きさが異なる。また、第３実施形態では、軸部とニードルとの当接箇所の軸方向位置が、第１実施形態および第２実施形態と異なる。
【００５５】
第３実施形態では、第２実施形態と同様、ニードル６０の軸部４１側端部の外径は、弁部材４０の軸部４１のニードル６０側端部の外径よりも小さく形成されている。すなわち、軸部４１とニードル６０とは、互いに当接する端部の外径の大きさが異なっている。これにより、軸部４１が摺動可能に挿通されている第１挿通孔３５１とニードル６０が摺動可能に挿通されている第２挿通孔７６１とについても、径の大きさが異なっている。
【００５６】
図４は、弁部材４０が弁座３４から離座し、ストッパ５０に当接しているときの状態を示している。このとき、ニードル６０に当接する軸部４１の端面４５は、第１ガイド部３５の端面３６よりも反第２ガイド部７６側に位置している。一方、弁部材４０が弁座３４に着座した状態では、軸部４１の端面４５は、図４における端面４５の位置よりもやや第２ガイド部７６側に位置するが、依然として端面３６よりも反第２ガイド部７６側に位置している。
【００５７】
このように、第３実施形態では、ニードル６０は、「往復移動するとき、端面６３側の端部が、第１ガイド部３５の端面３６を越えて第１挿通孔３５１に進入している」状態となる。また、「軸部４１とニードル６０とが非同軸の状態で組み付けられていた」としても、ニードル６０は、端面６３側の端部が、端面３６、または第１挿通孔３５１が形成された第１ガイド部３５の内周壁に接触することなく、往復移動することができる。これは、第１挿通孔３５１の径がニードル６０の端面６３側の端部の外径よりも大きいことにより、可能とされる構成である。
【００５８】
以上説明したように、第３実施形態では、弁部材４０およびニードル６０の組み付けに際し、正確に同軸に組み付けるというような高い精度は要求されず、組み付けを容易にすることができる。また、上記構成によれば、軸部４１およびニードル６０の軸方向の長さ、および軸部４１とニードル６０との当接箇所の軸方向位置に関し、設計の自由度を高めることができる。
【００５９】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による高圧ポンプの要部を図５に示す。第４実施形態では、弁部材の軸部とニードルとは、外径の大きさが異なる。また、第４実施形態では、軸部とニードルとの当接箇所の軸方向位置が、第１〜３実施形態と異なる。
【００６０】
第４実施形態では、弁部材４０の軸部４１のニードル６０側端部の外径は、ニードル６０の軸部４１側端部の外径よりも小さく形成されている。すなわち、軸部４１とニードル６０とは、互いに当接する端部の外径の大きさが異なっている。これにより、軸部４１が摺動可能に挿通されている第１挿通孔３５１とニードル６０が摺動可能に挿通されている第２挿通孔７６１とについても、径の大きさが異なっている。
【００６１】
図５は、弁部材４０が弁座３４から離座し、ストッパ５０に当接しているときの状態を示している。このとき、ニードル６０に当接する軸部４１の端面４５は、第２ガイド部７６の端面７７よりも反第１ガイド部３５側に位置している。一方、弁部材４０が弁座３４に着座した状態では、軸部４１の端面４５は、図５における端面４５の位置よりもやや反第１ガイド部３５側に位置するが、依然として端面７７よりも反第１ガイド部３５側に位置している。
【００６２】
このように、第４実施形態では、軸部４１は、「往復移動するとき、端面４５側の端部が、第２ガイド部７６の端面７７を越えて第２挿通孔７６１に進入している」状態となる。また、「軸部４１とニードル６０とが非同軸の状態で組み付けられていた」としても、軸部４１は、端面４５側の端部が、端面７７、または第２挿通孔７６１が形成された第２ガイド部７６の内周壁に接触することなく、往復移動することができる。これは、第２挿通孔７６１の径が軸部４１の端面４５側の端部の外径よりも大きいことにより、可能とされる構成である。
【００６３】
以上説明したように、第４実施形態では、弁部材４０およびニードル６０の組み付けに際し、正確に同軸に組み付けるというような高い精度は要求されず、組み付けを容易にすることができる。また、上記構成によれば、第３実施形態と同様、軸部４１およびニードル６０の軸方向の長さ、および軸部４１とニードル６０との当接箇所の軸方向位置に関し、設計の自由度を高めることができる。
【００６４】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による高圧ポンプの要部を図６に示す。第５実施形態では、ニードルの弁部材側端部の形状が、上述の実施形態と異なる。
第５実施形態では、ニードル６０の軸部４１側端部は、軸部４１側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されている。すなわち、ニードル６０の軸部４１側の端面６３の外径は、ニードル６０の軸部４１側端部以外の部分の外径よりも小さい。ニードル６０の軸部４１側端部以外の部分の外径と軸部４１の外径とは、ほぼ同一である。
【００６５】
ニードル６０が軸部４１に当接するとき、軸部４１とニードル６０とは、端面４５と端面６３とで当接する。このとき、軸部４１とニードル６０との当接面積は、ニードル６０の端面６３の面積と同一である。つまり、軸部４１とニードル６０との当接面積は、ニードル６０の端面６３、すなわち端面４５および端面６３のうち面積が小さい方の端面の面積とすることができる。これにより、ニードル６０が軸部４１に当接するとき、軸部４１およびニードル６０の軸がずれた状態であったとしても、軸部４１とニードル６０との当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードル６０が軸部４１に加える力が安定し、弁部材４０の往復移動を安定させることができる。
【００６６】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による高圧ポンプの要部を図７に示す。第６実施形態では、ニードルの弁部材側端部の形状が、上述の実施形態と異なる。
第６実施形態では、ニードル６０の軸部４１側の端面６３は、球面状に形成されている。そのため、ニードル６０の端面６３が軸部４１の端面４５に当接するとき、軸部４１とニードル６０との当接面積はごく小さなものとなる。これにより、このとき、軸部４１およびニードル６０の軸がずれた状態であったとしても、軸部４１とニードル６０との当接面積をほぼ一定にすることができる。その結果、ニードル６０が軸部４１に加える力が安定し、弁部材４０の往復移動をより安定させることができる。
【００６７】
（他の実施形態）
上述の第２実施形態では、ニードルの軸部側端部の外径が、軸部のニードル側端部の外径よりも小さく形成されている例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、軸部のニードル側端部の外径が、ニードルの軸部側端部の外径よりも小さく、あるいはニードルの軸部側端部の外径と同等の大きさで形成されていてもよい。また、本発明の他の実施形態では、ニードルと軸部との当接箇所の軸方向位置は、第１ガイド部と第２ガイド部との間であれば、軸方向のどの位置にあってもよい。
【００６８】
上述の第５実施形態では、ニードルの軸部側端部が、軸部側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されている例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、軸部のニードル側端部が、ニードル側へ向かうに従い外径が小さくなるテーパ状に形成されていてもよい。軸部のニードル側端部が、このように形成されていても、第５実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
上述の第６実施形態では、ニードルの軸部側の端面が、球面状に形成されている例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、軸部のニードル側の端面が、球面状に形成されていてもよい。軸部のニードル側の端面が、このように形成されていても、第６実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
上述の複数の実施形態では、電磁駆動部のコイル部に通電していないとき弁部材は開弁しており、コイル部に通電したとき弁部材が閉弁する、常開型の弁構造を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、コイル部に通電したとき弁部材が開弁する、常閉型の弁構造としてもよい。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの部分断面図。
【図２】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図。
【図３】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの要部の断面図。
【図４】本発明の第３実施形態による高圧ポンプの要部の断面図。
【図５】本発明の第４実施形態による高圧ポンプの要部の断面図。
【図６】本発明の第５実施形態による高圧ポンプの要部の断面図。
【図７】本発明の第６実施形態による高圧ポンプの要部の断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１０：高圧ポンプ、１１：ハウジング本体（ハウジング）、１２：カバー（ハウジング）、１３：プランジャ、２１：スプリング（第１付勢部材）、２２：スプリング（第２付勢部材）、３０：弁ボディ、３４：弁座、４０：弁部材、４１：軸部（弁部材）、４２：傘部（弁部材）、５０：ストッパ、６０：ニードル、７０：電磁駆動部、７１：コイル（コイル部）、７２：固定コア（コイル部）、７３：可動コア（コイル部）、７５：フランジ（コイル部）、７８：スプール（コイル部）、７９：筒部材（コイル部）、１００：燃料通路、１１３：加圧室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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