(57)【要約】【課題】摺動性能を確保し、かつ、燃料の漏れを低減できる流量調整弁及びこの流量調整弁を用いた高圧燃料ポンプを提供すること。【解決手段】流量調整弁７は、略筒状のシリンダ７１と、このシリンダ７１の内部に摺動可能に配設された略筒状のスプール弁７０と、を備え、シリンダ７１には、このシリンダ７１の内部と外部とを連通する第２排出孔７１３が形成され、スプール弁７０には、このスプール弁７０の内部と外部とを連通する第１排出孔７０４が形成され、スプール弁７０をシリンダ７１の内部で軸方向に沿って移動し、第２排出孔７１３と第１排出孔７０４との連通量を変化させることで、燃料供給通路を流通する燃料の流量を調整する。また、スプール弁７０の第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６とシリンダ７１の内周部とのうち少なくとも一方には、固体潤滑物質のショット処理が施される。【選択図】図３
2010001848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給通路の内部に配設された略筒状の外部部材と、
当該外部部材の内部に摺動可能に配設された略筒状の内部部材と、を備え、
前記外部部材には、当該外部部材の内部と外部とを連通する外部連通孔が形成され、
前記内部部材には、当該内部部材の内部と外部とを連通する内部連通孔が形成され、
前記内部部材を前記外部部材の内部で軸方向に沿って移動し、前記外部連通孔と前記内部連通孔との連通量を変化させることで、前記外部連通孔及び前記内部連通孔を介して前記燃料供給通路を流通する燃料の流量を調整する流量調整弁であって、
前記内部部材外周の摺動部及び前記外部部材内周の摺動部のうち少なくとも一方には、固体潤滑物質のショット処理が施されることを特徴とする流量調整弁。
【請求項２】
前記固体潤滑物質のショット処理は、前記内部部材外周の摺動部のみに施されることを特徴とする請求項１に記載の流量調整弁。
【請求項３】
前記内部部材外周の摺動部は、前記内部連通孔に対し軸方向一端側に環状に形成された第１摺動部と、前記内部連通孔に対し軸方向他端側に環状に形成された第２摺動部とを含み、
前記外部連通孔は、閉弁時において前記第１摺動部により閉塞可能であるとともに、当該第１摺動部の軸方向に沿った長さは、前記第２摺動部の長さよりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の流量調整弁。
【請求項４】
前記固体潤滑物質は、二硫化モリブデンを含むことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の流量調整弁。
【請求項５】
前記外部部材の内径と前記内部部材の外径との間の直径隙間は、４μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の流量調整弁。
【請求項６】
内燃機関の燃料噴射弁に燃料を高圧で供給する高圧燃料ポンプであって、
ハウジングと、
前記内燃機関の駆動源により回転駆動されるポンプシャフトと、
前記ハウジング内部に形成され前記ポンプシャフトを回転可能に支持する軸受部と、
前記ポンプシャフトの回転軸周りに放射状に延在するシリンダと、
当該シリンダ内部に往復動可能に収容されたプランジャと、
前記プランジャの前記ポンプシャフト側の端部を、前記ポンプシャフトに向かって付勢する付勢機構と、を備え、
前記ハウジング内部には、前記シリンダ内部の加圧室に燃料を供給する燃料供給通路が形成され、
前記燃料供給通路には、請求項１から５の何れかに記載の流量調整弁が配設されることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量調整弁及びこの流量調整弁を用いた高圧燃料ポンプに関する。詳しくは、燃料供給通路に配設され、この燃料供給通路を流通する燃料の流量を調整する流量調整弁及びこの流量調整弁を用いた高圧燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒ディーゼルエンジンにおける燃料供給系は、燃料タンクに貯留された燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、この低圧燃料ポンプによって圧送された燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、この高圧燃料ポンプにより加圧された燃料を、エンジンの気筒毎に設けられたインジェクタに供給するコモンレールとを含んで構成される。
【０００３】
このうち、高圧燃料ポンプは、シリンダ内に形成された加圧室内に燃料を供給するとともに、このシリンダ内でプランジャを往復することにより、加圧室において燃料を加圧する。この高圧燃料ポンプでは、加圧してコモンレールに供給する燃料の流量、すなわち加圧室に供給する燃料の流量は、燃料供給通路に配設された流量調整弁により調整される。
【０００４】
流量調整弁の具体的な構成は、例えば、特許文献１や特許文献２に示されているように、円筒状の弁ボディと、この弁ボディの内部に軸方向に沿って摺動可能に設けられた円筒状のスプール弁と、このスプール弁を弁ボディの内部で移動させる電磁アクチュエータと、を含んで構成される。これら弁ボディ及びスプール弁には、それぞれの外部と内部とを連通する連通孔が形成されており、弁ボディに対してスプール弁を移動して、これら連通孔の連通量を調整することにより、燃料の流量を連続的に変更することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００７−９２７１４号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような流量調整弁において、スプール弁の摺動性能を確保するためには、スプール弁の外周面と弁ボディの内周面との間に生じる摩擦を考慮して間隙を設ける必要がある。ここで間隙とは、より厳密には、これらスプール弁の外径と弁ボディの内径との間の直径隙間のことを指す。しかしながら、このような間隙を設けると、閉弁した状態であっても、この間隙から燃料が漏れてしまう。
【０００６】
本発明は、上述した点を考慮してなされたものであり、摺動性能を確保し、かつ、燃料の漏れを低減できる流量調整弁及びこの流量調整弁を用いた高圧燃料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】
【０００７】
本発明は、燃料供給通路（例えば、後述の燃料供給通路５０）の内部に配設された略筒状の外部部材（例えば、後述のシリンダ７１）と、当該外部部材の内部に摺動可能に配設された略筒状の内部部材（例えば、後述のスプール弁７０）と、を備え、前記外部部材には、当該外部部材の内部と外部とを連通する外部連通孔（例えば、後述の第２排出孔７１３）が形成され、前記内部部材には、当該内部部材の内部と外部とを連通する内部連通孔（例えば、後述の第１排出孔７０４）が形成され、前記内部部材を前記外部部材の内部で軸方向に沿って移動し、前記外部連通孔と前記内部連通孔との連通量を変化させることで、前記外部連通孔及び前記内部連通孔を介して前記燃料供給通路を流通する燃料の流量を調整する流量調整弁（例えば、後述の流量調整弁７）であって、前記内部部材外周の摺動部及び前記外部部材内周の摺動部のうち少なくとも一方には、固体潤滑物質のショット処理が施されることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、内部部材外周の摺動部及び外部部材内周の摺動部のうち少なくとも一方に、固体潤滑物質のショット処理を施し、固体潤滑物質層を形成することにより、外部部材の内部における内部部材の摺動性能を向上することができる。またこれにより、固体潤滑物質層を形成しない場合と比較して、内部部材の摺動性能を確保したまま、内部部材の外径と外部部材の内径との間の直径隙間を小さくし、閉弁時における燃料の漏れを少なくすることができる。
【０００９】
ところで、摺動性能を向上するための技術としては、ショット処理の他、例えばコーティングにより母材の表面に固体潤滑物質層を形成する技術が知られている。しかしながら、単なるコーティングにより固体潤滑物質層を形成した場合、固体潤滑物質層は接着剤や添加剤を介して母材の表面に接合されるため、長期間に亘る使用等により固体潤滑物質層が剥離してしまい、摺動性能が低下したり、内部部材と外部部材との間に大きな隙間ができたりしてしまうおそれがある。また、上述のように内部部材の摺動性能を確保したまま、内部部材の外径と外部部材の内径との間の直径隙間を小さくするためには、両部材の厚みを高い精度で加工する必要がある。しかしながら、コーティングを施すと母材に固体潤滑物質層の厚みが加わることとなるため、このような高い精度の加工が困難になってしまう。
【００１０】
一方、本発明によれば、ショット処理により固体潤滑物質層を形成することで、内部部材外周の摺動部及び外部部材内周の摺動部のうち少なくとも一方の表面に、固体潤滑物質層を母材と一体に形成することができる。この場合、固体潤滑物質層とは、母材の表面から所定の深さまで固体潤滑物質が入り込んだ母材の表層部を指す。したがって、単なるコーティングによるものとは異なり、固体潤滑物質層が剥離する虞もないため、流量調整弁の耐久性を向上できる。また、ショット処理を施すことで母材に固体潤滑物質層の厚みが加わることもないので、内部部材及び外部部材の厚みを高い精度で加工することができる。
【００１１】
この場合、前記固体潤滑物質のショット処理は、前記内部部材外周の摺動部（例えば、後述の第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６）のみに施されることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、内部部材外周の摺動部及び外部部材内周の摺動部のうち、内部部材の摺動部のみに固体潤滑物質のショット処理を施す。略筒状の外部部材の内周にショット処理を施す場合と、内部部材の外周にショット処理を施す場合とを比較すると、外部部材の内周にショット処理を施す方がより多くの時間と費用がかかる。つまり、筒の内周といった入り組んだ部分に固体潤滑物質が行き渡るようにショット処理を施すのは、筒の外面にショット処理を施すよりも手間がかかってしまう。この発明によれば、内部部材の外周の摺動部のみに固体潤滑物質のショット処理を施すことにより、摺動性能を確保しつつ、処理にかかる時間及び費用を出来るだけ削減することができる。
【００１３】
この場合、前記内部部材外周の摺動部は、前記内部連通孔に対し軸方向一端側に環状に形成された第１摺動部（例えば、後述の第１摺動部７０５）と、前記内部連通孔に対し軸方向他端側に環状に形成された第２摺動部（例えば、後述の第２摺動部７０６）とを含み、前記外部連通孔は、閉弁時において前記第１摺動部により閉塞可能であるとともに、当該第１摺動部の軸方向に沿った長さ（例えば、後述の長さＬ１）は、前記第２摺動部の長さ（例えば、後述の長さＬ２）よりも長いことが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、閉弁時には、第１摺動部により外部連通孔を閉塞する。ここで、第１摺動部の軸方向に沿った長さを、第２摺動部の長さよりも長くすることにより、閉弁時における燃料の漏れをさらに低減できる。
【００１５】
この場合、前記固体潤滑物質は、二硫化モリブデンを含むことが好ましい。
この発明によれば、二硫化モリブデンを含む固体潤滑物質のショット処理を施すことにより、外部部材の内部における内部部材の摺動性能を確実に確保することができる。
【００１６】
この場合、前記外部部材の内径と前記内部部材の外径との間の直径隙間は、４μｍ以下であることが好ましい。
この発明によれば、外部部材の内径と内部部材の外径との間の直径隙間を４μｍ以下とすることにより、摺動性能を確保しつつ、閉弁時における燃料の漏れを確実に低減できる。
【００１７】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を高圧で供給する高圧燃料ポンプ（例えば、後述の高圧燃料ポンプ１）であって、ハウジング（例えば、後述のハウジング３）と、前記内燃機関の駆動源により回転駆動されるポンプシャフト（例えば、後述のポンプシャフト２）と、前記ハウジング内部に形成され前記ポンプシャフトを回転可能に支持する軸受部（例えば、後述の第１軸受部３３及び第２軸受部３４）と、前記ポンプシャフトの回転軸周りに放射状に延在するシリンダ（例えば、後述のシリンダ４２）と、当該シリンダ内部に往復動可能に収容されたプランジャ（例えば、後述のプランジャ４１）と、前記プランジャの前記ポンプシャフト側の端部を、前記ポンプシャフトに向かって付勢する付勢機構（例えば、後述のスプリング４４）と、を備え、前記ハウジング内部には、前記シリンダ内部の加圧室（例えば、後述の加圧室４３）に燃料を供給する燃料供給通路（例えば、後述の燃料供給通路５０）が形成され、前記燃料供給通路には、上記流量調整弁（例えば、後述の流量調整弁７）が配設されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、加圧室に燃料を供給する燃料供給通路に上記流量調整弁を配設することにより、流量調整弁の閉弁時において、加圧室に漏れる燃料の量を低減できる。したがって、高圧燃料ポンプで制御可能な燃料の最小流量を低減できる。
【００１９】
例えば、高圧燃料ポンプをディーゼルエンジンの燃料供給系に設けた場合、エンジンの運転条件によって、高圧燃料ポンプにより制御可能な燃料の最小流量が、インジェクタで必要とされる燃料噴射量を超えてしまう場合がある。このような場合、例えば、コモンレールに設けられた圧力制御弁でレール内圧力を制御することにより、インジェクタに供給する燃料を制限する。すなわち、コモンレール及び高圧燃料ポンプでは、余分なエネルギーが消費されることとなる。本発明によれば、高圧燃料ポンプで制御可能な燃料の最小流量を低減することにより、このようなコモンレール及び高圧燃料ポンプにおける余分なエネルギーの消費を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、内部部材外周の摺動部及び外部部材内周の摺動部のうち少なくとも一方に、固体潤滑物質のショット処理を施し、固体潤滑物質層を形成することにより、外部部材の内部における内部部材の摺動性能を向上することができる。またこれにより、固体潤滑物質層を形成しない場合と比較して、内部部材の摺動性能を確保したまま、内部部材の外径と外部部材の内径との間の直径隙間を小さくし、閉弁時における燃料の漏れを少なくすることができる。また、ショット処理により固体潤滑物質層を形成することにより、内部部材外周の摺動部及び外部部材内周の摺動部のうち少なくとも一方の表面に、固体潤滑物質層を母材と一体に形成することができる。したがって、コーティングにより固体潤滑物質層を形成した場合と比較して、流量調整弁の耐久性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る流量調整弁７を用いた高圧燃料ポンプ１の構成を示す断面図である。
図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面を示す図である。
【００２２】
高圧燃料ポンプ１は、駆動源からの駆動力により、導入された低圧燃料を加圧して、この加圧した燃料を高圧燃料として排出するものである。
具体的には、この高圧燃料ポンプ１は、例えば、ディーゼルエンジンの燃料供給系に設けられる。すなわち、この高圧燃料ポンプ１は、例えば、エンジンのカムシャフトを駆動源として回転駆動され、低圧燃料ポンプにより燃料タンクに貯留された燃料が導入されると、この燃料を加圧して、コモンレールを介して、エンジンの各気筒に設けられたインジェクタに高圧燃料を供給する。
【００２３】
高圧燃料ポンプ１は、長尺状のポンプシャフト２と、このポンプシャフト２を回転可能に収容するハウジング３と、シリンダ４２及びプランジャ４１が設けられたシリンダホルダ４と、燃料の流量を調整する流量調整弁７と、を含んで構成される。高圧燃料ポンプ１は、シリンダ４２内でプランジャ４１を往復動させることで、シリンダ４２内部に形成された加圧室４３において燃料を加圧するプランジャポンプである。また、この高圧燃料ポンプ１は、３組のシリンダ４２及びプランジャ４１を備えるものであり、図１は、このような３組のシリンダ４２及びプランジャ４１のうちの１つに沿った断面を示す。
【００２４】
ポンプシャフト２は、線Ｏを中心軸とする長尺状のポンプシャフト本体２１と、このポンプシャフト本体２１に一体に形成された円柱状のカム部２２と、を備える。このポンプシャフト本体２１のうち先端側は、エンジンのカムシャフト等の駆動源に連結され、基端側はハウジング３内に収容される。
【００２５】
図２に示すように、カム部２２の中心軸Ｏ´は、ポンプシャフト本体２１の中心軸Ｏに対して偏心している。
カム部２２の外周には、ポンプシャフト本体２１の中心軸Ｏに対し垂直な面に沿った断面が略正方形状であるポリゴンリング２３が設けられている。このポリゴンリング２３の中心は、カム部２２の中心軸Ｏ´と一致している。また、このポリゴンリング２３は、円環状のブッシュ２４を介してカム部２２に接続されており、カム部２２に対し回動自在となっている。
【００２６】
以上のようなポンプシャフト２では、駆動源によりポンプシャフト本体２１を中心軸Ｏで回転駆動すると、このポンプシャフト本体２１の回転に従動して、カム部２２が回転するとともに、ポリゴンリング２３が所定の範囲内で揺動する。これにより、ポンプシャフト本体２１の駆動力がポリゴンリング２３の一側面に接するプランジャ４１に伝達し、このプランジャ４１を往復動する。
すなわち、本実施形態における駆動力伝達部材は、カム部２２、ブッシュ２４、及びポリゴンリング２３により構成される。また、以下では、ポンプシャフト本体２１の中心軸Ｏとポンプシャフト２の回転軸とは等しいものとする。
【００２７】
図１に戻って、ハウジング３は、ポンプシャフト本体２１のカム部２２から先端側を収容するメインハウジング３１と、ポンプシャフト本体２１を基端側から覆うハウジングカバー３２との２つの部材を組み合わせて構成される。
【００２８】
メインハウジング３１の内部には、ポンプシャフト２の回転軸に沿って延出し、ポンプシャフト本体２１のうちカム部２２よりも先端側を回転可能に支持する筒状の第１軸受部３３と、ポンプシャフト２の回転軸の半径方向に沿って延出し、カム部２２及びシリンダホルダ４を収容する筒状のシリンダ収容部３６とが形成される。
【００２９】
この他、メインハウジング３１の内部には、図示しない低圧燃料ポンプから燃料導入部１１に供給された燃料を、加圧室４３に供給する燃料供給通路５０が形成されている。この燃料供給通路５０は、上流側から下流側へ向かって順に、第１低圧通路５１と第２低圧通路５２とを含んで構成される。
第１低圧通路５１の上流側は、燃料導入部１１内の燃料通路に連通しており、下流側は、流量調整弁７の後述の燃料導入口７１１に連通する。第２低圧通路５２の上流側は、流量調整弁７の後述の第２排出孔７１３に連通しており、下流側は、シリンダホルダ４の加圧室４３に連通する。
【００３０】
ハウジングカバー３２は、フランジ状に形成されており、ポンプシャフト本体２１を基端側から覆った状態で、メインハウジング３１に図示しない締結部材により固定される。このハウジングカバー３２の内部には、ポンプシャフト本体２１のうちカム部２２よりも基端側を回転可能に支持する第２軸受部３４が形成される。
【００３１】
シリンダホルダ４は、ポンプシャフト２の回転軸周りに放射状に延在する筒状のシリンダ４２と、このシリンダ４２の内部に往復動可能に収容された棒状のプランジャ４１と、を備える。このシリンダホルダ４は、プランジャ４１及びシリンダ４２をメインハウジング３１のシリンダ収容部３６に挿入した状態で、複数の締結部材４９によりメインハウジング３１に締結される。
【００３２】
このシリンダホルダ４において、燃料を加圧する加圧室４３は、シリンダ４２の内壁面とプランジャ４１の先端面とにより区画形成される。プランジャ４１の基端部４１ａは、皿状に形成されており、この基端部４１ａとシリンダ４２との間には、プランジャ４１の基端部４１ａをポンプシャフト２のカム部２２の外周に向かって付勢する付勢機構としてのスプリング４４が介装される。
【００３３】
シリンダホルダ４には、さらに、加圧室４３に燃料を流入させる低圧通路４５ａ，４５ｂ，４５ｃと、加圧室４３から燃料を排出する高圧通路４６と、が形成されている。このうち、低圧通路４５ａは、メインハウジング３１に形成された上述の第２低圧通路５２に連通し、高圧通路４６は、コモンレールに接続される燃料排出部１２の排出通路１２ａに連通する。
【００３４】
また、低圧通路４５ｃには、加圧室４３側からこの低圧通路４５ｃ側へ燃料が逆流するのを防止する低圧側逆止弁４７が設けられ、高圧通路４６には、高圧通路４６側から加圧室４３側へ燃料が逆流するのを防止する高圧側逆止弁４８が設けられる。
【００３５】
以上のように構成されたシリンダホルダ４では、駆動源によりポンプシャフト本体２１を回転駆動すると、ポリゴンリング２３が所定の可動範囲内で揺動し、これによりプランジャ４１がシリンダ４２内部で往復動する。ここで、低圧通路４５ａ，４５ｂ，４５ｃから加圧室４３内に燃料を供給すると、加圧室４３内の燃料はプランジャ４１により高圧に加圧されるとともに、高圧側逆止弁４８が開いた状態となり、加圧室４３内の高圧燃料が燃料排出部１２から排出される。
【００３６】
流量調整弁７は、燃料供給通路５０に配設され、第１低圧通路５１から第２低圧通路５２へ流通する燃料の流量を調整する。この流量調整弁７は、燃料供給通路５０の内部に配設された外部部材としてのシリンダ７１と、このシリンダ７１の内部に摺動可能に配設された内部部材としてのスプール弁７０と、このスプール弁７０を軸方向に沿って移動する電磁アクチュエータ７５と、を備える比例電磁弁である。
【００３７】
この流量調整弁７は、シリンダ７１をメインハウジング３１に凹状に形成された流量調整弁収容部３７に挿入した状態で、図示しない締結部材により固定される。また、流量調整弁７をメインハウジング３１に固定した状態では、シリンダ７１の先端面と流量調整弁収容部３７の内壁面とにより、第１低圧通路５１から供給された燃料が溜まる燃料溜まり室３８が形成される。
【００３８】
図３及び図４は、流量調整弁７の構成を示す断面図である。より具体的には、図３は全閉時における流量調整弁７の構成を示し、図４は全開時における流量調整弁７の構成を示す。
【００３９】
シリンダ７１は略円筒状であり、その内部には、先端側の燃料導入口７１１から燃料が供給される。また、シリンダ７１には、このシリンダ７１の内部と外部とを連通し、シリンダ７１内部の燃料を外部に排出する外部連通孔としての第２排出孔７１３が複数形成されている。また、シリンダ７１の燃料導入口７１１には、スプール弁７０の移動を規制する略筒状のストッパ７２が圧入されている。
【００４０】
スプール弁７０は、略円筒状であり、その内部には、シリンダ７１の燃料導入口７１１から供給された燃料が流通する内部通路７０１が形成されている。また、ストッパ７２側をスプール弁７０の先端側として、このスプール弁７０の基端側には、アーマチャ７４が圧入固定されている。
【００４１】
図５は、スプール弁７０の先端側の構成を示す斜視図である。
スプール弁７０の外周面には、環状の燃料通路溝７０２が全周に亘って刻設されている。さらにこの燃料通路溝７０２には、スプール弁７０の内部と外部とを連通する内部連通孔としての第１排出孔７０４が複数形成されている。
また、スプール弁の外周面のうち、第１排出孔７０４よりも軸方向基端側及び先端側には、それぞれ、シリンダ７１の内周面と摺接する環状の第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６が全周に亘って形成されている。これら第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６は、それぞれの外径がスプール弁７０のうち最も大きくなるように形成されている。
【００４２】
図３に戻って、電磁アクチュエータ７５は、シリンダ７１の基端側に設けられた略筒状のステータ７６と、このステータ７６の外側に設けられたコイル７７と、これらステータ７６、コイル７７を収容するハウジング７９と、を含んで構成され、上述のシリンダ７１の基端側に固定される。また、ステータ７６には、スプール弁７０をストッパ７２側へ付勢するスプリング７３が設けられている。
コイル７７に通電すると、コイル７７、ステータ７６、及びアーマチャ７４を通る磁気回路が形成される。これにより、アーマチャ７４とステータ７６との間には吸引力が発生し、アーマチャ７４とともにスプール弁７０がステータ７６側へ移動する。
【００４３】
次に、図３及び図４を参照して、スプール弁７０の動作について説明する。
上述のように、スプール弁７０は、スプリング７３によりストッパ７２側へ付勢されている。このため、コイル７７に通電していない状態では、スプール弁７０はストッパ７２に接した状態となる。この状態では、シリンダ７１に形成された第２排出孔７１３は、図３に示すように、スプール弁７０の第１摺動部７０５により閉塞された状態となる。したがって、コイル７７に通電していない状態では、流量調整弁７は閉弁し、第１低圧通路５１と第２低圧通路５２とは遮断される。
【００４４】
また、コイル７７に通電すると、アーマチャ７４とステータ７６との間に吸引力が発生し、スプール弁７０がシリンダ７１の内部で軸方向に沿ってステータ７６側へ移動する。ここで、所定量の電流をコイル７７に通電すると、スプリング７３の弾性力に抗して第１摺動部７０５が第２排出孔７１３よりも軸方向基端側に位置するまでスプール弁７０が移動し、図４に示すように、第１排出孔７０４と第２排出孔７１３とが連通した状態となる。したがって、流量調整弁７は開弁し、第１低圧通路５１と第２低圧通路５２とは連通する。
【００４５】
またここで、第１排出孔７０４と第２排出孔７１３との連通量、すなわち第１排出孔７０４及び第２排出孔７１３を通過して第１低圧通路５１から第２低圧通路５２へ流通する燃料の流量は、第１摺動部７０５により第２排出孔７１３を塞ぐ面積を変えることにより調整することができる。したがって、この第１排出孔７０４と第２排出孔７１３との連通量は、スプール弁７０の軸方向に沿った移動量、すなわち、コイル７７に通電する電流量に応じて連続的に変化させることができる。
【００４６】
以上のように、スプール弁７０の第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６は、スプール弁７０がシリンダ７１内を軸方向に沿って移動する際に、ガイド部として機能する。このため、第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６の外径と、シリンダ７１の内径との間には、スプール弁７０の摺動性能を確保できる程度の直径隙間を設ける必要がある。
一方、このような直径隙間を設けると、図３中矢印に示すように、閉弁時であっても第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６の外周面とシリンダ７１の内周面との隙間を介して、第１低圧通路５１から第２低圧通路５２へ燃料が漏れてしまう。
【００４７】
この点に鑑みて、シリンダ７１の内周の摺動部及びスプール弁７０の外周の摺動部のうち、少なくとも一方には、固体潤滑物質のショット処理を施すことにより固体潤滑物質層を母材と一体に形成する。ここで固体潤滑物質層とは、ショット処理を施すことにより表面から所定の深さまで固体潤滑物質が入り込んだ母材の表層部を指す。本実施形態では、これらシリンダ７１の内周の摺動部及びスプール弁７０の外周の摺動部のうち、特にスプール弁７０の第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６にのみ、固体潤滑物質のショット処理を施すが、ショット処理を施す部分はこれに限るものではない。また、固体潤滑物質としては、例えば二硫化モリブデンを用いることが好ましい。また、この固体潤滑物質層の厚みは、例えば４．３μｍ程度であることが好ましい。
【００４８】
以上のようなショット処理を施した上で、第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６の外径とシリンダ７１の内径との間の直径隙間は、ガイド部としての機能を損なわないように、かつ、閉弁時における燃料の漏れを少なくできるように、出来るだけ小さくなるように形成する。具体的には、第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６の外径とシリンダ７１の内径との間の直径隙間は、例えば４±１μｍ以下になるように形成することが好ましい。
また、閉弁時における燃料の漏れをさらに低減するために、第１摺動部７０５の軸方向に沿った長さＬ１を、第２摺動部７０６の軸方向に沿った長さＬ２よりも長くすることが好ましい。
【００４９】
本実施形態の高圧燃料ポンプによれば、以下の効果がある。
（１）スプール弁７０の外周の摺動部及びシリンダ７１の内周の摺動部のうち少なくとも一方に、固体潤滑物質のショット処理を施し、固体潤滑物質層を形成することにより、シリンダ７１の内部におけるスプール弁７０の摺動性能を向上することができる。またこれにより、固体潤滑物質層を形成しない場合と比較して、スプール弁７０の摺動性能を確保したまま、シリンダ７１の外径と外部部材の内径との間の直径隙間を小さくし、閉弁時における燃料の漏れを少なくすることができる。
また、ショット処理により固体潤滑物質層を形成することにより、スプール弁７０の外周の摺動部及びシリンダ７１の内周の摺動部のうち少なくとも一方の表面に、固体潤滑物質層を母材と一体に形成することができる。したがって、コーティングにより固体潤滑物質層を形成した場合と比較して、流量調整弁７の耐久性を向上することができる。
【００５０】
（２）略筒状のシリンダ７１の内周にショット処理を施す場合と、スプール弁７０の外周にショット処理を施す場合とを比較すると、シリンダ７１の内周にショット処理を施す方がより多くの時間と費用がかかる。つまり、筒の内周といった入り組んだ部分に固体潤滑物質が行き渡るようにショット処理を施すのは、筒の外面にショット処理を施すよりも手間がかかってしまう。本実施形態では、スプール弁７０の外周の摺動部のみに固体潤滑物質のショット処理を施すことにより、摺動性能を確保しつつ、処理にかかる時間及び費用を出来るだけ削減することができる。
【００５１】
（３）第１摺動部７０５の軸方向に沿った長さＬ１を、第２摺動部７０６の長さＬ２よりも長くすることにより、閉弁時における燃料の漏れをさらに低減できる。
【００５２】
（４）二硫化モリブデンを含む固体潤滑物質のショット処理を施すことにより、シリンダ７１の内部におけるスプール弁７０の摺動性能を確実に確保することができる。
【００５３】
（５）シリンダ７１の内径とスプール弁７０の外径との間の直径隙間を４μｍ以下とすることにより、摺動性能を確保しつつ、閉弁時における燃料の漏れを確実に低減できる。
【００５４】
（６）加圧室４３に燃料を供給する燃料供給通路５０に以上のような流量調整弁７を配設することにより、流量調整弁７の閉弁時において、加圧室４３に漏れる燃料の量を低減できる。したがって、高圧燃料ポンプ１で制御可能な燃料の最小流量を低減できる。
例えば、高圧燃料ポンプ１をディーゼルエンジンの燃料供給系に設けた場合、エンジンの運転条件によって、高圧燃料ポンプ１により制御可能な燃料の最小流量が、インジェクタで必要とされる燃料噴射量を超えてしまう場合がある。このような場合、例えば、コモンレールに設けられた圧力制御弁でレール内圧力を制御することにより、インジェクタに供給する燃料を制限する。すなわち、コモンレール及び高圧燃料ポンプ１では、余分なエネルギーが消費されることとなる。本実施形態では、高圧燃料ポンプ１で制御可能な燃料の最小流量を低減することにより、このようなコモンレール及び高圧燃料ポンプ１における余分なエネルギーの消費を抑制することができる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、スプール弁７０の第１摺動部７０５及び第２摺動部７０６にのみ、固体潤滑物質のショット処理を施したが、これに限るものではない。例えば、これら第１摺動部及び第２摺動部が摺接するシリンダの内周面にのみ同様のショット処理を施してもよい。また、第１摺動部及び第２摺動部に加えて、シリンダの内周面にも同様のショット処理を施してもよい。これにより、シリンダの内径とスプール弁の外径との間の直径隙間をさらに小さくできる場合がある。
【００５６】
上記実施形態では、スプール弁７０の内部側からシリンダ７１の外部側へ燃料が流れるように、流量調整弁７を燃料供給通路５０に配設したが、これに限るものではない。例えば、シリンダの外部側からスプール弁の内部側へ燃料が流れるように、流量調整弁を燃料供給通路に配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る高圧燃料ポンプの構成を示す断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面を示す図である。
【図３】上記実施形態に係る流量調整弁の閉弁時における構成を示す断面図である。
【図４】上記実施形態に係る流量調整弁の開弁時における構成を示す断面図である。
【図５】上記実施形態に係るスプール弁の斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…高圧燃料ポンプ
２…ポンプシャフト
３…ハウジング
３３…第１軸受部
３４…第２軸受部
４１…プランジャ
４２…シリンダ
５０…燃料供給通路
５１…第１低圧通路
５２…第２低圧通路
７…流量調整弁
７０…スプール弁（内部部材）
７０４…第１排出孔（内部連通孔）
７０５…第１摺動部（第１摺動部）
７０６…第２摺動部（第２摺動部）
７１…シリンダ（外部部材）
７１３…第２排出孔（外部連通孔）
【図１】
2010001848.tif 000003
【図２】
2010001848.tif 000004
【図３】
2010001848.tif 000005
【図４】
2010001848.tif 000006
【図５】
2010001848.tif 000007