(57)【要約】【課題】開弁位置を規制するストッパを、バルブボデーとシリンダボデーの間に介装しないで構成した燃料供給ポンプを提供する。【解決手段】燃料供給ポンプは、摺動孔の開口端側にプランジャの往復移動によって燃料が加圧される加圧室１１３を有するシリンダボデー１１と、加圧室１１３と連通する弁孔３６を開閉する電磁弁とを備え、電磁弁は、加圧室１１３と反対側と及び加圧室１１３と連通する貫通孔３１を有すると共に、加圧室１１３に面してシート面３４が形成されたバルブボデー３と、貫通孔３１を往復移動自在に摺動すると共に、シート面３４と離着して弁孔３６を開閉するシート部４２を有する弁体４と、弁体４と共動するストッパ４３であって、バルブボデー３において貫通孔３１の開口端側の端面のうち加圧室１１３と反対側の端面３５と当接することで弁体４の開弁位置を規定するストッパ４３と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に高圧燃料を供給する燃料供給ポンプであって、
内部にプランジャが往復移動自在に摺動する摺動孔、および前記摺動孔の開口端側に前記プランジャの往復移動によって燃料が吸入されて加圧される加圧室を有するシリンダボデーと、
前記加圧室に面して配され、前記加圧室と連通する弁孔を開閉する電磁弁とを備え、
前記電磁弁は、
前記プランジャの端面と前記摺動孔の内周面と共に前記加圧室を形成するバルブボデーであって、前記加圧室と反対側と及び前記加圧室と連通する貫通孔を有すると共に、前記加圧室に面してシート面が形成されたバルブボデーと、
前記貫通孔を往復移動自在に摺動すると共に、前記シート面と離着して前記弁孔を開閉するシート部を有する弁体と、
前記弁体と共動するストッパであって、前記バルブボデーにおいて前記貫通孔の開口端側の端面のうち前記加圧室と反対側の端面と当接することで前記弁体の開弁位置を規定するストッパと、を備えていることを特徴とする燃料供給ポンプ。
【請求項２】
前記電磁弁は、前記弁体を開弁方向に付勢するスプリングと、前記弁体を前記スプリングの付勢力に抗して閉弁方向に電磁的に駆動するソレノイド部と、前記弁体と共動すると共に前記ソレノイド部によって電磁的に吸引されるアーマチャとを備え、
前記ストッパは、前記アーマチャと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給ポンプ。
【請求項３】
前記ストッパは、高硬度材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給ポンプに関し、例えばディーゼルエンジンの燃料噴射装置において燃料噴射圧相当の高圧燃料を供給する燃料供給ポンプに適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料供給ポンプとして、内部にプランジャが往復移動自在に摺動する摺動孔、および摺動孔の開口端側にプランジャの往復移動によって燃料が吸入されて加圧される加圧室を有するシリンダボデーと、加圧室に面して配され、加圧室と連通する弁孔を開閉する電磁弁とを備えたものが知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
このような燃料供給ポンプでは、電磁弁の開弁時にプランジャが下降することにより加圧室に燃料が吸入され、電磁弁の閉弁時にプランジャが上昇することにより加圧室内の燃料が加圧される。ここで、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間には、電磁弁の開弁位置を規制する平板構造のストッパが介装されている。このストッパは、バルブボデーとシリンダボデーとの間に挟まれた状態で、電磁弁をシリンダボデーに締め付け固定（ねじ締結）する際に発生する中心軸線方向の締付軸力によって保持固定されている。バルブボデーとストッパの接触面、およびシリンダボデーとストッパの接触面は、高圧燃料に対してシール性を有するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２１９１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の燃料供給ポンプにおいては、電磁弁の閉弁時にプランジャが上昇して加圧室内の燃料が加圧されて加圧室内の内圧が高くなると、内圧を受ける受圧面積の大きいシリンダボデーは外側へ変形するが、平板構造のストッパは、ほとんど変形しない。さらに、この内圧により、電磁弁のシリンダボデーに対する締付軸力が相殺されて減少するため、シリンダボデーとストッパ間の摩擦力が低下する。このため、シリンダボデーとストッパ間に相対滑りが生じる。
【０００６】
一方、電磁弁の開弁時にプランジャが下降すると、加圧室内の内圧は低下し、加圧室内の内圧が高い時のシリンダボデーの変形が元に戻ろうとするため、シリンダボデーとストッパ間には、上述の場合と逆方向の相対滑りが生じる。これらの相対滑りを繰り返すことで、シリンダボデーとストッパの接触面では、いわゆるフレッティング磨耗が発生し、この接触面のシール性が低下することが懸念される。
【０００７】
バルブボデーとストッパの接触面でも、同様にして、シール性が低下することが懸念される。
【０００８】
このようの問題点は、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間にストッパを介装しているために生じているものであり、バルブボデーとシリンダボデーの間にストッパを介装しないようにすれば解消されるものである。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、電磁弁の開弁位置を規制するストッパを、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間に介装しないで構成した燃料供給ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関に高圧燃料を供給する燃料供給ポンプであって、内部にプランジャが往復移動自在に摺動する摺動孔、および摺動孔の開口端側にプランジャの往復移動によって燃料が吸入されて加圧される加圧室を有するシリンダボデーと、加圧室に面して配され、加圧室と連通する弁孔を開閉する電磁弁とを備え、電磁弁は、プランジャの端面と摺動孔の内周面と共に加圧室を形成するバルブボデーであって、加圧室と反対側と及び加圧室と連通する貫通孔を有すると共に、加圧室に面してシート面が形成されたバルブボデーと、貫通孔を往復移動自在に摺動すると共に、シート面と離着して弁孔を開閉するシート部を有する弁体と、弁体と共動するストッパであって、バルブボデーにおいて貫通孔の開口端側の端面のうち加圧室と反対側の端面と当接することで弁体の開弁位置を規定するストッパと、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、弁体と共動すると共にバルブボデーにおいて貫通孔の開口端側の端面のうち加圧室と反対側の端面と当接することで弁体の開弁位置を規定するストッパを設けている。このため、電磁弁の弁体の開弁位置を規制するストッパを、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間に介装しないで構成できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、電磁弁は、弁体を開弁方向に付勢するスプリングと、弁体をスプリングの付勢力に抗して閉弁方向に電磁的に駆動するソレノイド部と、弁体と共動すると共にソレノイド部によって電磁的に吸引されるアーマチャとを備え、ストッパは、アーマチャと一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、ストッパが、アーマチャと一体的に形成されているため、ストッパを、新たに部品点数を増やすことなく、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間に介装しないで構成できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ストッパは、高硬度材料で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、ストッパが、高硬度材料で形成されているため、開弁時のバルブボデーとの衝突による磨耗を防止できて、弁体の移動量（バルブリフト）の変化を抑えることができる。したがって、弁体の移動量の変化を抑えることができるストッパを、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間に介装しないで構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による燃料供給ポンプを示す断面図である。
【図２】図１中のＩＩ部の拡大図である。
【図３】図２中のＩＩＩ部の拡大図である。
【図４】図２の変形例を示す拡大図である。
【図５】図３の変形例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、車両用のコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料供給ポンプを例にして、図面に基づいて説明する。なお、図中の互いに同一若しくは均等である部分には、同一符号を付している。
【００１９】
（構成）
車両用のコモンレール式燃料噴射装置は、主に燃料タンク、図１に示す燃料供給ポンプ１０、図示しないコモンレール及び燃料噴射弁を備えている。燃料供給ポンプ１０から供給された高圧燃料は、コモンレールで蓄圧されると共に、当該コモンレール内の高圧燃料が、内燃機関の各気筒に設けられた燃料噴射弁に分配され、燃料噴射弁から気筒の燃焼室に噴射供給される。
【００２０】
上記燃料タンクは常圧の燃料を蓄えており、燃料供給ポンプ１０は、常圧の燃料を燃料タンクから図示しないフィードポンプを経由して吸入すると共に、当該燃料を加圧し、圧送することによりコモンレールへ高圧燃料を供給する。燃料供給ポンプ１０は、電磁弁１と、内部にプランジャ１２を収納するシリンダボデー１１と、内部にカムシャフト１３を収納するポンプハウジング１４とを備える。
【００２１】
ポンプハウジング１４は、エンジンのクランクシャフトによって回転駆動されるカムシャフト１３を回転自在に支持する。カムシャフト１３の外周には、３つのカム山を有するカム１３１が一体的に組み付けられている。ポンプハウジング１４内には、図示上下方向に摺動するタペット１２２が配設され、このタペット１２２の図示下部には、ピン１２３を支持して回転自在なローラ１２４が配設されている。タペット１２２は、コイル状のスプリング１２１の付勢力により常に図示下方に付勢されている。これにより、ローラ１２４は、常にカム１３１の外周面に当接している。
【００２２】
ポンプハウジング１４には、シリンダボデー１１が液密的に嵌め込まれ、シリンダボデー１１には、燃料通路１１２，１１４、摺動孔１１１、および加圧室１１３が設けられている。燃料通路１１２は、フィードポンプから低圧燃料が導入される燃料通路であり、摺動孔１１１は、プランジャ１２が図示上下方向に往復移動自在に摺動する摺動孔である。プランジャ１２の図示下端部は、円環板形状のばね受け１２５に固定され、タペット１２２の図示上端面に当接している。
【００２３】
加圧室１１３は、摺動孔１１１の図示上側の開口端側に設けられ、プランジャ１２の往復移動によって、燃料が、燃料通路１１２と電磁弁１を経由して加圧室１１３に吸入されて加圧される。燃料通路１１４は、加圧室１１３から高圧燃料が導入されてコモンレールへ当該高圧燃料を供給する燃料通路である。プランジャ１２の往復移動に伴って加圧室１１３の内容積が拡縮することで加圧された燃料は、加圧室１１３から燃料通路１１４を経由してコモンレールへ圧送供給されるように構成されている。図２に示すように、シリンダボデー１１の内周には、後述するバルブハウジング２の雄ねじ部２１がねじ締め付けされる雌ねじ部１１５が形成されている。
【００２４】
電磁弁１は、加圧室１１３に面して配され、加圧室１１３と連通する弁孔３６（図３）を開閉して燃料供給ポンプ１０からの燃料供給量を制御する常開型（ノーマリオープンタイプ）の電磁式制御弁である。電磁弁１は、内部にソレノイド部５とスプリング６を収納するバルブハウジング２と、内部に弁体４を収納するバルブボデー３を備える。
【００２５】
バルブハウジング２の外周には、電磁弁１をシリンダボデー１１の雌ねじ部１１５にねじ締め付けするための雄ねじ部２１が形成されている。このねじ締め付けは、バルブボデー３の平面３３とシリンダボデー１１の平面１１６と密着させるように、所定の締付軸力で行なわれる。このように、平面３３，１１６を直接密着させることによって、加圧室１１３から外部への燃料の漏洩を防止している。なお、バルブハウジング２の外周面とシリンダボデー１１の内周面との間には、燃料の外部への漏洩を防止するためのＯリングが装着されている。
【００２６】
コイル状のスプリング６は、弁体４を開弁方向である図示下方向に付勢するものであり、ソレノイド部５は、弁体４をスプリング６の付勢力に抗して閉弁方向である図示上方向に電磁的に駆動するものである。ソレノイド部５は、ソレノイドコイル５１とステータ５２を備え、ソレノイドコイル５１へ通電することによって、ステータ５２が、弁体４と共動する磁性体からなるアーマチャ４１を電磁力によって吸引する。
【００２７】
バルブボデー３は、金属材料によって所定の形状に形成されており、バルブハウジング２の先端側（図示下端側）にかしめ等により固定されている。バルブボデー３は、プランジャ１２の端面１２０と摺動孔１１１の内周面と共に加圧室１１３を形成する。バルブボデー３には、貫通孔３１、燃料通路３２、および図３に示すシート面３４が形成されている。貫通孔３１は、加圧室１１３と反対側（加圧室１１３に対して図示上側）と及び加圧室１１３と連通する貫通孔であって、弁体４が図示上下方向に往復移動自在に摺動する摺動孔である。燃料通路３２は、燃料通路１１２と連通する燃料通路であり、シート面３４は、加圧室１１３に面して配置されている。
【００２８】
弁体４には、シート部４２が形成され、アーマチャ４１が取り付けられている。シート部４２は、シート面３４と離着して、弁孔３６を開閉するものであり、弁孔３６は、シート部４２とシート面３４の隙間として形成されているものである。したがって、ソレノイドコイル５１へ通電しない状態では、スプリング６の付勢力によって、シート部４２がシート面３４から離れた状態となり、弁孔３６は開放される。つまり、電磁弁１は、ソレノイドコイル５１へ通電しない状態で弁孔３６が開放されるノーマリオープンタイプである。
【００２９】
ソレノイドコイル５１へ通電すると、スプリング６の付勢力に抗して、シート部４２がシート面３４に着座した状態となり、弁孔３６は閉塞される。
【００３０】
以上、燃料供給ポンプ１０の基本的構成について説明した。以下、燃料供給ポンプ１０の特徴的構成について説明する。
【００３１】
（特徴的構成）
弁体４には、さらに、アーマチャ４１の内周側にストッパ４３が取り付けられている。ストッパ４３は、弁体４と共動すると共に、バルブボデー３において貫通孔３１の開口端側の端面（シート面３４側の端面とストッパ面３５）のうち加圧室１１３と反対側の端面であるストッパ面３５と当接することで弁体４の開弁位置を規定するストッパである。
【００３２】
ストッパ４３は、工具鋼、ステンレス鋼の焼入れ鋼、クロムモリブデン鋼の浸炭鋼等の高硬度材料で円環状に形成され、弁体４に圧入されて弁体４に取り付けられている。アーマチャ４１は、弁体４に取り付けられたストッパ４３に圧入されて弁体４に取り付けられている。なお、ストッパ４３をアーマチャ４１に圧入した後に、弁体４に圧入して弁体４に取り付けるようにすることも可能である。
【００３３】
ストッパ４３の図示下端部は、アーマチャ４１の図示下端部よりも下側に突き出しており、ストッパ４３がストッパ面３５と当接することで弁体４の開弁位置を規定する。すなわち、弁体４の移動量（バルブリフト）は、シート部４２がシート面３４に着座した閉弁位置と、ストッパ４３がストッパ面３５と当接した開弁位置との間の距離である。このバルブリフト調整のため、弁体４に対するストッパ４３の圧入位置は調整されて圧入される。
【００３４】
なお、ソレノイドコイル５１へ通電することによってステータ５２がアーマチャ４１を電磁力によって吸引する吸引力が、ストッパ４３によって低下しないように、ストッパ４３の外径を、ステータ５２の内径と同等程度の寸法にしている。つまり、ストッパ４３の存在によってアーマチャ４１が縮小する部分を、ステータ５２と対面しない部分としている。
【００３５】
（作用効果）
次に、本実施形態の燃料供給ポンプ１０の作用を図１〜３に基づいて説明する。
【００３６】
燃料供給ポンプ１０のカムシャフト１３がエンジンのクランクシャフトに駆動されて回転すると、タペット１２２およびローラ１２４がカム１３１の外周面に沿って一体的に図示上下方向に往復運動する。タペット１２２が図示上下方向に往復移動すると、タペット１２２と連動してプランジャ１２も図示上下方向に往復移動する。このとき、電磁弁１のソレノイドコイルへの通電が停止されており、ソレノイドコイル５１の起磁力が消磁されているため、スプリング６の付勢力によって弁体４が開弁位置（ストッパ４３がストッパ面３５に当接している位置）に押し付けられている。これにより、弁体４によって弁孔３６（シート部４２とシート面３４の隙間）が開放される。また、プランジャ１２がシリンダボデー１１の摺動孔１１１内を下降すると、加圧室１１３内の内容積が拡大する。これによって、燃料がプランジャ１２の下降に伴い、燃料通路１１２，３２、弁孔３６（シート部４２とシート面３４の隙間）を経由して加圧室１１３内に導入される。
【００３７】
そして、プランジャ１２がシリンダボデー１１の摺動孔１１１内を下降から上昇に移行するタイミングで、電磁弁１のソレノイドコイル５１への通電が実施されると、ソレノイドコイル５１に起磁力が発生して、アーマチャ４１やステータ５２等の複数の磁性体が磁化される。これにより、アーマチャ４１がステータ５２に吸引され、これに伴い弁体４が閉弁方向に移動して、弁体４のシート部４２がバルブボデー３のシート面３４に着座する。これにより、弁体４によって電磁弁１の弁孔３６が閉塞される。プランジャ１２がシリンダボデー１１の摺動孔１１１内を更に上昇すると、加圧室１１３内の内容積が狭くなる。これによって、加圧室１１３内に導入された燃料がプランジャ１２の上昇に伴い加圧されて高圧化される。このとき、加圧室１１３内の燃料圧力が吐出弁の開弁圧よりも高くなると吐出弁が開弁して、加圧室１１３から燃料通路１１４を経由してコモンレールに高圧燃料が圧送供給される。高圧燃料の圧送後には、電磁弁１のソレノイドコイル５１への通電が停止されて弁体４が開弁位置に戻り、加圧室１１３内に再び燃料が吸入される。
【００３８】
本実施形態による燃料供給ポンプ１０の電磁弁１では、特徴的構成として、弁体４と共動すると共にバルブボデー３において貫通孔３１の開口端側の端面（シート面３４側の端面とストッパ面３５）のうち加圧室１１３と反対側の端面であるストッパ面３５と当接することで弁体４の開弁位置を規定するストッパ４３を設けている。このため、電磁弁１の弁体４の開弁位置を規制するストッパを、電磁弁１のバルブボデー３とシリンダボデー１１の間に介装しないで構成できる。
【００３９】
したがって、電磁弁のバルブボデーとシリンダボデーの間にストッパを介装することによるシリンダボデーとストッパの接触面およびバルブボデーとストッパの接触面での各シール性の低下の問題を解消できる。
【００４０】
なお、本実施形態では、バルブボデー３の平面３３とシリンダボデー１１の平面１１６を直接密着させている。このため、電磁弁１の閉弁時（シート部４２がシート面３４に着座している時）にプランジャ１２が上昇して加圧室１１３内の燃料が加圧されて加圧室１１３内の内圧が高くなっても、シリンダボデー１１の受圧面積もバルブボデー３の受圧面積も大きいため、シリンダボデー１１もバルブボデー３も共に外側へ変形する。これにより、平面３３，１１６の密着部分での相対滑りによるフレッティング磨耗が抑えられて、この密着部分でのシール性の低下を抑えることができる。
【００４１】
また、ストッパ４３が、高硬度材料で形成されているため、電磁弁１の開弁時のバルブボデー３のストッパ面３５との衝突によるストッパ４３の磨耗を防止できて、弁体４の移動量（バルブリフト）の変化を抑えることができる。
【００４２】
また、ストッパ４３の外径を、ステータ５２の内径と同等程度の寸法にしているため、ステータ５２がアーマチャ４１を電磁力によって吸引する吸引力がストッパ４３によって低下することを、抑えることができる。
【００４３】
（変形例）
上述の例では、バルブボデー３の平面３３とシリンダボデー１１の平面１１６を直接密着させたが、図４に示すように、平面３３，１１６の間にガスケット７を介在させることが可能である。これにより、平面３３，１１６の密着部分での相対滑りによるフレッティング磨耗を確実になくすことができるため、この密着部分でのシール性の低下をより確実に抑えることができる。
【００４４】
上述の例では、ストッパ４３を、弁体４に圧入して取り付けたが、これに限らない。ストッパ４３を、浸炭加工により硬度を上昇させた材料で形成すれば、ストッパ４３の炭素含有量を低くすることが可能となる。このため、ストッパ４３を弁体４に溶接によって接合させることが可能となる。
【００４５】
上述の例では、ストッパ４３を、弁体４およびアーマチャ４１と別体で形成したが、図５に示すように、ストッパ４３１を、硬質膜してアーマチャ４１１に形成して、ストッパ４３１をアーマチャ４１１と一体的に形成することが可能である。アーマチャ４１１において、ストッパ４３１が形成される部分を、残りの部分の図示下端部よりも下側に突き出すように形成し、この下側に突き出した部分に、ストッパ４３１を形成する。
【００４６】
ストッパ４３１は、ＴｉＮ，ＴｉＣ等のチタン系や窒化ケイ素系等の硬質膜として、ＣＶＤ法（化学的成膜方法）やＰＶＤ法（物理的成膜方法）でアーマチャ４１１に形成する。このため、ストッパ４３１が、アーマチャ４１１と一体的に形成されるため、ストッパ４３１を、新たに部品点数を増やすことなく、電磁弁１のバルブボデー３とシリンダボデー１１の間に介装しないで構成できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  燃料供給ポンプ、１  電磁弁、２  バルブハウジング、２１  雄ねじ部
３  バルブボデー、３１  貫通孔、３２  燃料通路、３３  平面、３４  シート面
３５  ストッパ面、３６  弁孔、４  弁体、４１，４１１  アーマチャ
４２  シート部、４３，４３１  ストッパ、５  ソレノイド部
５１  ソレノイドコイル、５２  ステータ、６  スプリング
７  ガスケット、１１  シリンダボデー、１１１  摺動孔、１１２  燃料通路
１１３  加圧室、１１４  燃料通路、１１５  雌ねじ部、１１６  平面
１２  プランジャ、１２０  端面、１２１  スプリング、１２２  タペット
１２３  ピン、１２４  ローラ、１２５  ばね受け、１３  カムシャフト
１３１  カム、１４  ポンプハウジング
【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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