(57)【要約】【課題】  燃料が加圧されるポンプ室への燃料の吸入効率を高めることの可能な高圧ポンプを提供する。【解決手段】  高圧ポンプの吸入弁４１の開弁方向の移動を制限するストッパ５０は、吸入弁４１の第１案内部４３に摺接する筒状の第２案内部５２、及び弁本体４２の反弁座側の端面４６に当接する当接部５１を有する。ストッパ５０の当接部５１に径溝部７１が設けられ、第２案内部５２に軸溝部７０が設けられる。この軸溝部７０と径溝部７１により、ストッパ５０と吸入弁４１との間に形成されたバルブ室４４と、燃料が加圧されるポンプ室１２とが連通する。高圧ポンプの吸入行程時、バルブ室４４の燃料は軸溝部７０及び径溝部７１を通りポンプ室１２へ流れる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャ（２０）と、
前記プランジャの往復移動により燃料が加圧されるポンプ室（１２）、及びそのポンプ室に連通する導入通路（１３）を有するポンプボディ（１０）と、
前記導入通路の内壁に形成された弁座（６２）に着座及び離座する弁本体（４２，４２１）、及びその弁本体の移動方向に延びる筒状の第１案内部（４３，４３１）を有し、前記ポンプ室と前記導入通路とを連通及び遮断する吸入弁（４１，４１１）と、
前記吸入弁の前記第１案内部に摺接する筒状の第２案内部（５２，５２１）、及び前記弁本体の反弁座側の端面（４６，４６１）に当接する当接部（５１，５１１）を有し、前記吸入弁の開弁方向の移動を制限するストッパ（５０，５０１）と、
前記ストッパの前記当接部及び前記弁本体の反弁座側の端面のいずれか一方に設けられ、前記ポンプ室に連通する径溝部（７１、７１１、７１２、７１３）と、
前記第１案内部及び前記第２案内部のいずれか一方に設けられ、前記ストッパと前記吸入弁との間に形成されたバルブ室（４４）と前記径溝部とを連通する軸溝部（７０、７０１、７０２、７０３）と、を備えることを特徴とする高圧ポンプ（１）。
【請求項２】
前記第１案内部と前記第２案内部とのクリアランス（７３）の流路断面積と前記軸溝部の流路断面積とを合わせた面積は、前記径溝部の流路断面積よりも大きい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】
前記第１案内部と前記第２案内部とのクリアランスの流路断面積と前記軸溝部の流路断面積とを合わせた面積は、前記第１案内部の外径の投影面積に対し、１７％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧ポンプ。
【請求項４】
前記径溝部の流路断面積は、前記第１案内部の外径の投影面積に対し、１５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記ストッパは、
前記当接部から径外方向に延びて前記導入通路の内壁に固定され、前記ポンプ室を前記プランジャ側のプランジャ室（１２１）と前記弁座側の弁座室（１２２）とに仕切る固定部（５３，５３１）と、
前記固定部を板厚方向に通じ、前記プランジャ室と前記弁座室とを連通するとともに、前記径溝部に直接連通する連通路（５４，５４１）と、を有す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】
前記ストッパは、前記固定部の周方向に複数の前記連通路を有し、
前記ストッパの径内方向に位置する前記連通路の内壁を通る仮想円は、前記吸入弁の前記弁本体の外径よりも大きいことを特徴とする請求項５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、高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料を加圧する高圧ポンプが知られている。高圧ポンプは、内燃機関のカムシャフトの回転により往復駆動するプランジャによって、導入通路からポンプ室に燃料を吸入、加圧し、加圧した燃料を吐出する。
特許文献１に記載の高圧ポンプは、導入通路に有底筒状の吸入弁が設けられ、その吸入弁のポンプ室側に、吸入弁のリフト量を規定するストッパが設けられている。吸入弁の内側には、ストッパの当接面から突出した凸部が挿入されている。ストッパの凸部は、吸入弁の開弁時および閉弁時の移動を案内する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０８２８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の高圧ポンプは、吸入弁の内壁とストッパの凸部との間に形成されたバルブ室の燃料が吸入弁の外側に排出されにくい構造になっている。そのため、吸入弁の開弁時、バルブ室の燃料が流体抵抗となり、吸入弁の開弁動作が遅くなると、カムシャフトの回転数或いはプランジャの１ストロークに対する導入通路からポンプ室への燃料の吸入量、即ち、吸入効率が低下する。そのため、内燃機関のカムシャフトが高速で回転し、プランジャの往復移動速度が速くなると、高圧ポンプの燃料吐出量が減少する不具合がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、燃料が加圧されるポンプ室への燃料の吸入効率を高めることの可能な高圧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】
【０００５】
本発明は、吸入弁とストッパとの間にバルブ室を有する高圧ポンプにおいて、吸入弁の反弁座側の端面またはストッパの当接部に設けた径溝部、及び、吸入弁の第１案内部またはストッパの第２案内部に設けた軸溝部により、燃料が加圧されるポンプ室とバルブ室とを連通することを特徴とする。
高圧ポンプの吸入行程開始直後、吸入弁が閉弁状態から開弁状態へ移動を開始するとき、弁本体の反弁座側の端面とストッパの当接部との間は全周で開いている。そのため、バルブ室からポンプ室へ流れる燃料の流量は、第１案内部と第２案内部とのクリアランスの流路断面積および軸溝部の流路断面積によって定まる。したがって、軸溝部の流路断面積を大きくすることで、バルブ室の燃料が流体抵抗となることなく、吸入弁の開弁速度が速くなる。この結果、導入通路からポンプ室への燃料の吸入効率を高めることができる。
【０００６】
また、吸入弁が閉弁状態から開弁状態となる直前には、弁本体の反弁座側の端面とストッパの当接部とが接近する。そのため、径溝部の流路断面積を小さくすることで、バルブ室の燃料による流体抵抗を利用し、弁本体の反弁座側の端面とストッパの当接部との衝突音を小さくすることが可能である。
一方、高圧ポンプの調量行程時、吸入弁は開弁状態にあり、弁本体の反弁座側の端面とストッパの当接部とが当接している。そのため、バルブ室の燃料圧力の上昇は、径溝部の流路断面積によって定まる。したがって、径溝部の流路断面積を小さくすることで、バルブ室の燃料圧力の上昇が抑制され、バルブ室の燃料圧力によって吸入弁が閉弁する現象が発生する回転数を高くすることが可能になる。以下、この明細書において、バルブ室の燃料圧力によって吸入弁が閉弁する現象を「自閉」といい、自閉が生じる際のプランジャを駆動するカムシャフトの回転数を「自閉限界回転数」という。
即ち、高圧ポンプは、吸入効率の向上と自閉限界回転数の向上とを両立し、高圧ポンプのプランジャの往復移動速度が速くなる内燃機関の高回転時に、高圧ポンプの燃料吐出量を確実に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図２】図１のＩＩ部分の拡大図において、吸入弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図３】図１のＩＩ部分の拡大図において、吸入弁の開弁状態を示す断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】軸溝部およびクリアランスの流路断面積と燃料吐出量との関係を示すグラフである。
【図６】径溝部の流路断面積と自閉限界回転数との関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態による高圧ポンプの吸入弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図８】第２実施形態による高圧ポンプの吸入弁の開弁状態を示す断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線の断面図である。
【図１０】第３実施形態による高圧ポンプの吸入弁の開弁状態を示す断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ方向から見たストッパの平面図である。
【図１２】第４実施形態による高圧ポンプの吸入弁の開弁状態を示す断面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図６に示す。本実施形態の高圧ポンプ１は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられる。燃料タンクから汲み上げられた燃料は、高圧ポンプ１により加圧され、デリバリパイプに蓄圧される。そしてデリバリパイプに接続するインジェクタから内燃機関の各気筒に噴射供給される。
【０００９】
（高圧ポンプの構成）
図１に示すように、高圧ポンプ１は、ポンプボディ１０、プランジャ２０、ダンパ室３０、電磁弁部４０及び吐出弁部９０などを備えている。
ポンプボディ１０には、円筒状のシリンダ１１が設けられている。シリンダ１１には、プランジャ２０が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ２０のポンプボディ１０から突出した端部に設けられるスプリング座２１と、プランジャ２０の外周のオイルシール２２を保持するオイルシールホルダ２３との間にスプリング２４が設けられている。このスプリング２４により、プランジャ２０は図示しないエンジンのカムシャフト側へ付勢される。そのため、プランジャ２０は、カムシャフトのカムプロファイルに従い軸方向に往復移動する。プランジャ２０の往復移動により、ポンプ室１２の容積が変化することで燃料が吸入、加圧される。
【００１０】
次に、ダンパ室３０について説明する。
ポンプボディ１０には、反シリンダ側に突出する筒状の筒部３１が設けられている。筒部３１に有底筒状のカバー３２が被さることで、ダンパ室３０が形成される。
ダンパ室３０には、パルセーションダンパ３３、支持部材３４及び波ばね３５が収容されている。
パルセーションダンパ３３は、２枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ３３は、２枚の金属ダイアフラムがダンパ室３０の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室３０の燃圧脈動を低減する。
【００１１】
ダンパ室３０は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料導入口と連通している。この燃料導入口には図示しない燃料タンクから燃料が供給される。そのため、ダンパ室３０は、燃料導入口から燃料タンクの燃料が供給される。
【００１２】
続いて、電磁弁部４０について説明する。
電磁弁部４０は、ポンプ室１２とダンパ室３０とを連通する導入通路１３に設けられ、導入通路１３の開放および遮断を制御する。電磁弁部４０は、吸入弁４１、ストッパ５０、および電磁駆動部８０などから構成される。
ポンプボディ１０には、シリンダ１１の中心軸と略垂直に凹部１４が設けられている。凹部１４の開口をコアハウジング１５が覆うことで、ダンパ室３０からポンプ室１２までの導入通路１３が区画される。
【００１３】
図１〜図３に示すように、筒部材６０、弁座部材６１、吸入弁４１およびストッパ５０は、この順で、コアハウジング１５側からポンプ室１２に向かい、導入通路１３に設けられている。
筒部材６０は、導入通路１３の内壁に設けられためねじ１４１に螺合されている。筒部材６０をめねじ１４１に螺合することにより、弁座部材６１およびストッパ５０はポンプボディ１０の段差１７に押し付けられ、ポンプボディ１０に固定される。
弁座部材６１は、筒状に形成され、ストッパ側に環状の弁座６２を有している。弁座部材６１は、弁座６２の外側に、反吸入弁側に凹む湾曲部６３を有している。なお、上述したポンプ室１２は、弁座６２よりもシリンダ側で燃料が加圧される空間をいう。
【００１４】
吸入弁４１は、弁本体４２および第１案内部４３を有する。
吸入弁４１の弁本体４２は、円板状に形成され、弁座部材６１の弁座６２に着座および離座可能である。吸入弁４１が弁座６２に着座することで導入通路１３とポンプ室１２とが閉塞され、吸入弁４１が弁座６２から離座することで導入通路１３とポンプ室１２とが連通する。
吸入弁４１は、弁本体４２の反弁座側の端面４６が、ストッパ５０の当接部５１に当接する。これにより、吸入弁４１は、開弁方向の移動を制限される。
【００１５】
吸入弁４１の第１案内部４３は、弁本体４２から反弁座側へ筒状に延びている。第１案内部４３の外周面は、ストッパ５０の第２案内部５２の内周面と摺接する。吸入弁４１は、その第１案内部４３がストッパ５０の第２案内部５２に案内されることにより、弁座６２からの脱落または傾きが防がれ、弁座６２に確実に着座または離座することが可能になる。
【００１６】
図２〜図４に示すように、ストッパ５０は、当接部５１、第２案内部５２、固定部５３、連通路５４を有し、吸入弁４１の開弁方向の移動を制限する。
ストッパ５０の当接部５１は、円板状に形成され、弁本体４２の反弁座側の端面４６に当接する。
ストッパ５０の第２案内部５２は、当接部５１から反弁座側へ筒状に延び、吸入弁４１の第１案内部４３の外周面と摺接する。
ストッパ５０の固定部５３は、当接部５１から径外方向に延びて導入通路１３の内壁に固定される。この固定部５３は、ポンプ室１２をプランジャ側のプランジャ室１２１と弁座側の弁座室１２２とに仕切っている。
【００１７】
ストッパ５０の固定部５３には、板厚方向に通じる複数の連通路５４が設けられる。連通路５４は、固定部５３の周方向に配設され、プランジャ室１２１と弁座室１２２とを連通する。
連通路５４の内壁のうち、ストッパ５０の径内方向に位置する連通路５４の内壁を通る仮想円Ｃを図４に示す。この仮想円Ｃの直径Ｄ１は、図３に示すように、吸入弁４１の弁本体４２の外径Ｄ２よりも大きい。
【００１８】
ストッパ５０の第２案内部５２の内壁には、軸溝部７０が周方向に、例えば等間隔で４個設けられている。軸溝部７０は、ストッパ５０の軸方向から見て、第２案内部５２の内壁から径外方向へ凸の円弧状に形成されている。
ストッパ５０の当接部５１の弁本体側の端面には、径溝部７１および段部７２が設けられている。径溝部７１は、当接部５１の周方向に、例えば等間隔で４個設けられている。径溝部７１は、軸溝部７０と連通路５４とを接続するように設けられている。
段部７２は、ストッパ５０の当接部５１の径内側に円環状に設けられている。なお、この段部７２は廃止してもよい。
【００１９】
吸入弁４１とストッパ５０との間には、バルブ室４４が形成される。バルブ室４４には、第１スプリング４５が設けられる。第１スプリング４５は、吸入弁４１を弁座側に付勢している。
ポンプ室１２とバルブ室４４とは、上述した径溝部７１、軸溝部７０、及び第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３によって連通している。
ここで、４本の径溝部７１の流路断面積を合せた面積は、第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３の流路断面積と４本の軸溝部７０の流路断面積とを合わせた面積よりも小さい。
そのため、図３に示すように、吸入弁４１が開弁状態のとき、バルブ室４４とポンプ室１２との間を流れる燃料の流量は、４本の径溝部７１の流路断面積を合せた面積によって定まる。したがって、径溝部７１の流路断面積を小さくすることで、高圧ポンプの調量行程時におけるバルブ室４４への燃料流入が絞られ、バルブ室４４の燃料圧力の上昇が抑制され、自閉限界回転数を高くすることが可能になる。
【００２０】
一方、図２に示すように、吸入弁４１が閉弁状態のとき、弁本体４２の反弁座側の端面４６とストッパ５０の当接部５１との間は全周で開いているので、バルブ室４４からポンプ室１２へ流れる燃料の流量は、第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３の流路断面積と４本の軸溝部７０の流路断面積とを合わせた面積によって定まる。したがって、軸溝部７０の流路断面積を大きくすることで、高圧ポンプの吸入行程時においてバルブ室４４の燃料が流体抵抗となることなく吸入弁４１は開弁するため、燃料の吸入効率を高めることができる。
【００２１】
電磁駆動部８０について説明する。
図１に示すように、コアハウジング１５の内側にニードルガイド１６が固定されている。ニードルガイド１６は、ニードル８１を軸方向に移動可能に支持している。
ニードル８１は、一端が可動コア８２に固定され、他端が吸入弁４１に当接可能である。
ニードル８１は、その外壁から径外方向に延びる係止部８３が設けられている。この係止部８３とニードルガイド１６との間に第２スプリング８４が設けられている。第２スプリング８４は、第１スプリング４５よりも強い力で、ニードル８１をポンプ室側に付勢している。
【００２２】
可動コア８２は、磁性体から形成され、コアハウジング１５の内側に設けられた可動コア室８５に収容される。可動コア８２は、軸方向に往復移動可能である。
固定コア８６は、磁性体から形成され、コアハウジング１５と非磁性体からなる環状部８７を挟んで設けられる。
固定コア８６の径外側にコネクタ８８が設けられている。コネクタ８８は、有底筒状のヨーク８８１により保持されている。コネクタ８８の内側に設けられたボビン８８２にコイル８９が巻回されている。コネクタ８８の端子８８３を通じてコイル８９に通電されると、コイル８９は磁界を発生する。
【００２３】
コイル８９に通電していないとき、可動コア８２と固定コア８６とは、第２スプリング８４の弾性力により互いに離れている。ニードル８１は、ポンプ室側へ移動し、ニードル８１の端面が吸入弁４１を押圧する。
コイル８９に通電されると、固定コア８６、可動コア８２、ヨーク８８１及びコアハウジング１５によって形成される磁気回路に磁束が流れ、可動コア８２が第２スプリング８４の弾性力に抗し、固定コア８６側に磁気吸引される。これにより、ニードル８１は、吸入弁４１に対する押圧力を解除する。
【００２４】
次に吐出弁部９０について説明する。
吐出弁部９０は、吐出弁９１、規制部材９２、スプリング９３などから構成されている。
ポンプボディ１０には、シリンダ１１の中心軸と略垂直に吐出通路９４が形成されている。吐出弁９１は、吐出通路９４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９１は、弁座９５に着座又は離座することで、吐出通路９４を開閉する。
吐出弁９１の燃料吐出口９６側に設けられた規制部材９２は、吐出弁９１の燃料吐出口９６側への移動を規制する。
スプリング９３は、一端が規制部材９２に当接し、他端が吐出弁９１に当接し、吐出弁９１を弁座側へ付勢している。
【００２５】
ポンプ室１２の燃料の圧力が上昇し、ポンプ室側の燃料から吐出弁９１が受ける力がスプリング９３の弾性力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９１は弁座９５から離座する。これにより、燃料吐出口９６から燃料が吐出される。
一方、ポンプ室１２の燃料の圧力が低下し、ポンプ室側の燃料から吐出弁９１が受ける力がスプリング９３の弾性力と弁座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、吐出弁９１は弁座９５に着座する。これにより、弁座９５の下流側の燃料がポンプ室１２へ逆流することが防がれる。
【００２６】
（高圧ポンプの作動）
次に高圧ポンプ１の作動について説明する。
（１）吸入行程
カムシャフトの回転により、プランジャ２０が上死点から下死点に向かって下降すると、ポンプ室１２の容積が増加し、燃料が減圧される。吐出弁９１は弁座９５に着座し、吐出通路９４を閉塞する。
一方、吸入弁４１は、ポンプ室１２と導入通路１３との差圧により、第１スプリング４５の付勢力に抗してストッパ側へ移動し、開弁状態となる。
図２に示すように、高圧ポンプの吸入行程開始直後、バルブ室４４の燃料は、軸溝部７０及び第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３から、弁本体４２の反弁座側の端面４６とストッパ５０の当接部５１との間を通り、ポンプ室１２へ流れる。このとき、径溝部７１を流れる燃料は、連通路５４を通りプランジャ室１２１へ流れる。このように、径溝部７１から連通路５４へ直接燃料が流れるので、バルブ室４４からプランジャ室１２１へ流れる燃料の流体抵抗が低減する。
なお、吸入行程の前行程である吐出行程の途中からコイル８９への通電は停止されているので、吸入行程において、可動コア８２と一体のニードル８１は、第２スプリング８４の付勢力によりポンプ室側へ移動し、吸入弁４１をポンプ室側へ押圧する。
吸入弁４１の開弁により、ダンパ室３０から導入通路１３を経由し、ポンプ室１２に燃料が吸入される。
【００２７】
（２）調量行程
カムシャフトの回転により、プランジャ２０が下死点から上死点に向かって上昇すると、ポンプ室１２の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル８９への通電が停止されているので、第２スプリング８４の付勢力によりニードル８１が吸入弁４１をポンプ室側へ押圧し、吸入弁４１は開弁状態を維持する。
吸入弁４１の開弁により、ポンプ室１２と導入通路１３とは連通した状態が維持される。このため、一度ポンプ室１２に吸入された低圧燃料が、導入通路１３を経由し、ダンパ室３０へ戻される。したがって、ポンプ室１２の圧力は上昇しない。
図３に示すように、高圧ポンプの調量行程時、径溝部７１は、ポンプ室１２からバルブ室４４への燃料の流れを規制し、バルブ室４４の燃料圧力の上昇を抑制する。したがって、バルブ室４４の燃料圧力が吸入弁４１に作用することによって発生する吸入弁４１の自閉力は小さいものとなる。
【００２８】
（３）吐出行程
プランジャ２０が下死点から上死点に向かって上昇する途中の所定の時刻に、コイル８９へ通電される。するとコイル８９に発生する磁界により、固定コア８６と可動コア８２との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が第２スプリング８４の弾性力と第１スプリング４５の弾性力との差よりも大きくなると、可動コア８２とニードル８１は固定コア側へ移動する。これにより、吸入弁４１に対するニードル８１の押圧力が解除される。吸入弁４１は、第１スプリング４５の弾性力、及びポンプ室１２からダンパ室側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力により、弁座側へ移動し、閉弁状態となる。すなわち、図３の状態から図２の状態へ移行する。吸入弁４１が閉弁するとき、ポンプ室１２の燃料は、径溝部７１、段部７２、軸溝部７０、および第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３を通り、バルブ室４４へ流入する。なお、段部７２は、第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３の全周に燃料が流入しやすくする。
【００２９】
吸入弁４１が閉弁した時から、ポンプ室１２の燃料圧力は、プランジャ２０の上昇と共に高くなる。ポンプ室１２の燃料圧力が吐出弁９１に作用する力が、吐出通路９４の燃料圧力が吐出弁９１に作用する力およびスプリング９３の付勢力よりも大きくなると、吐出弁９１が開弁する。これにより、ポンプ室１２で加圧された高圧燃料は吐出通路９４を経由して燃料吐出口９６から吐出する。
なお、吐出行程の途中でコイル８９への通電が停止される。ポンプ室１２の燃料圧力が吸入弁４１に作用する力は、第２スプリング８４の付勢力よりも大きいので、吸入弁４１は閉弁状態を維持する。
高圧ポンプ１は、（１）から（３）の行程を繰り返し、内燃機関に必要な量の燃料を加圧して吐出する。
【００３０】
（軸溝部等の流路断面積）
図５は、軸溝部７０およびクリアランス７３の流路断面積を変えたときの高圧ポンプの燃料吐出量特性を示すものである。
吸入弁４１の第１案内部４３は、図２または図４に示す直径Ｄ３のものを使用した。つまり、吸入弁４１の第１案内部４３の投影面積は、π（Ｄ３／２）2ｍｍ2である。
図５において、横軸の「面積比」は、「吸入弁４１の第１案内部４３の投影面積」に対する「通路面積」の比である。「通路面積」とは、軸溝部７０の流路断面積とクリアランス７３の流路断面積とを合わせた面積である。
縦軸の「燃料吐出量」は、高圧ポンプが調量行程を経ることなく全量吐出するときのプランジャ１ストローク当たりの体積である。
【００３１】
燃料に粘度の低い８０℃のガソリンを使用した場合、実線Ａに示すように、通路面積が１２％以上で燃料吐出量が一定となる。
燃料に２０℃のガソリンを使用した場合、実線Ｂに示すように、通路面積比が１７％以上で燃料吐出量が一定となる。
燃料に粘度の高い−３０℃のエタノールを使用した場合、実線Ｃに示すように、通路面積比が１７％以上で燃料吐出量が一定となる。
この結果から、通路面積は、吸入弁４１の第１案内部４３の外径の投影面積に対し、１７％以上が好ましい。これにより、高圧ポンプは、燃料の粘度が高い状況においても、内燃機関の高回転時における吸入効率の低下を防ぐことができる。
【００３２】
なお、矢印Ｄで示すように、ストッパ５０の第２案内部５２の肉厚が薄くなることによる強度限界と、製品加工上の公差から、通路面積は、吸入弁４１の第１案内部４３の外径の投影面積に対し、１８〜２４％がさらに好ましい。
【００３３】
（径溝部の流路断面積）
図６は、径溝部７１の流路断面積を変えたときの高圧ポンプの自閉限界特性である。
図６において、横軸の「面積比」は、「吸入弁４１の第１案内部４３の投影面積」に対する「径溝部面積」の比である。「径溝部面積」とは、複数、例えば４本の径溝部７１の流路断面積を合わせた面積である。
縦軸の「自閉限界回転数」は、吸入弁４１が自閉するカムシャフトの回転数を示している。
【００３４】
図６のグラフは、燃料に粘度の高い−３０℃のエタノールを使用した場合であり、径溝部面積を大きくすると自閉限界回転数は低下し、径溝部面積比が１５％より大きくなると一定になる。
この結果より、径溝部面積は、吸入弁４１の第１案内部４３の外径の投影面積に対し、１５％以下が好ましい。これにより、高圧ポンプは、燃料の粘度が高い状況においても、自閉限界回転数を高めることができる。
【００３５】
なお、車両に要求される自閉限界回転数を満足するためには、ストッパ５０の当接部５１と吸入弁４１の反弁座側の端面４６とのリンキングによる開弁応答性の低下を考慮すると、矢印Ｅで示すように、径溝部面積は、吸入弁４１の第１案内部４３の外径の投影面積に対し、２．５〜６．３％がさらに好ましい。
【００３６】
（第１実施形態の作用効果）
第１実施形態は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、吸入弁４１のストッパ５０の当接部５１に設けた径溝部７１と第２案内部５２に設けた軸溝部７０により、ポンプ室１２とバルブ室４４とを連通した。
これにより、高圧ポンプの吸入行程開始時、バルブ室４４からポンプ室１２へ流れる燃料の流量は、軸溝部７０の流路断面積及び第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３の流路断面積によって定まる。したがって、軸溝部７０の流路断面積を大きくすることで、バルブ室４４の燃料が流体抵抗となることなく、吸入弁４１の開弁速度が速くなる。この結果、導入通路１３からポンプ室１２への燃料の吸入効率を高めることができる。
（２）吸入弁４１が閉弁状態から開弁状態となる直前には、弁本体４２の反弁座側の端面４６とストッパ５０の当接部５１とが接近する。そのため、径溝部７１の流路断面積を小さくすることで、バルブ室４４の燃料による流体抵抗を利用し、弁本体４２の反弁座側の端面４６とストッパ５０の当接部５１との衝突音を小さくすることができる。
（３）高圧ポンプの調量行程時、バルブ室４４の燃料圧力の上昇は、径溝部７１の流路断面積によって定まる。したがって、径溝部７１の流路断面積を小さくすることで、バルブ室４４の燃料圧力の上昇が抑制され、自閉限界回転数を高くすることができる。
（４）また、高圧ポンプの調量行程時、バルブ室４４の燃料圧力の上昇が抑制されることから、電磁駆動部８０の第２スプリング８４の荷重を小さくできる。そのため、調量行程から吐出行程に移行する際に電磁駆動部８０に供給する電力を小さくできる。よって、高圧ポンプ１を小型化し、消費電力を低減することができる。
【００３７】
（５）第１実施形態では、第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３の流路断面積と軸溝部７０の流路断面積とを合わせた面積は、径溝部７１の流路断面積よりも大きい。
これにより、高圧ポンプの吸入行程開始直後にバルブ室４４からポンプ室１２へ流れる燃料の流量を増加すると共に、高圧ポンプの調量行程時にバルブ室４４の燃料圧力の上昇を抑制することが可能になる。したがって、高圧ポンプは、吸入効率の向上と自閉限界回転数の向上とを両立し、プランジャ２０の往復移動速度が速くなる内燃機関の高回転時に、高圧ポンプの燃料吐出量を確実に制御することができる。
【００３８】
（６）第１実施形態では、ストッパ５０は、連通路５４と径溝部７１とが接続している。
これにより、高圧ポンプの吸入行程時、バルブ室４４の燃料は軸溝部７０および径溝部７１から連通路５４を通り、プランジャ室１２１へ流れる。このように、径溝部７１から連通路５４へ直接燃料が流れるので、バルブ室４４からプランジャ室１２１へ流れる燃料の流体抵抗が低減する。そのため、吸入弁４１の開弁速度が速くなり、高圧ポンプは燃料の吸入効率を高めることができる。
【００３９】
（７）第１実施形態では、ストッパ５０の径内方向に位置する連通路５４の内壁を通る仮想円Ｃは、吸入弁４１の弁本体４２の外径よりも大きい。
これにより、高圧ポンプの調量行程時、プランジャ室１２１から連通路５４を通り弁座室１２２へ流れる燃料の動圧は、吸入弁４１の弁本体４２に直接作用しないので、吸入弁４１の自閉限界回転数を高めることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７〜図９に示す。以下、複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態では、吸入弁４１の弁本体４２の反弁座側の端面４６に径溝部７１１が設けられ、第１案内部４３の外壁に軸溝部７０１が設けられる。
径溝部７１１は、弁本体４２の周方向に、例えば等間隔で４個設けられている。径溝部７１１は、軸溝部７０１とポンプ室１２とを接続するように設けられている。
軸溝部７０１は、第１案内部４３の周方向に、例えば等間隔で４個設けられている。軸溝部７０１は、吸入弁４１の軸方向から見て、第１案内部４３の外壁から径内方向へ凸の円弧状に形成されている。
【００４１】
第２実施形態においても、４本の径溝部７１１の流路断面積を合せた面積は、第１案内部４３と第２案内部５２とのクリアランス７３の流路断面積と４本の軸溝部７０１の流路断面積とを合わせた面積よりも小さい。また、それらの流路断面積は、図５及び図６の実験結果により設定することが可能である。よって、第２実施形態は、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１０及び図１１に示す。
第３実施形態では、吸入弁４１１は、いわゆるシルクハット型に形成され、円盤状の弁本体４２１、及びその弁本体４２１の径内側からニードル８１側へ円筒状に延びる第１案内部４３１を有する。
ストッパ５０１は、当接部５１１、第２案内部５２１、固定部５３１および連通路５４１を有する。当接部５１１は、板状に形成され、弁本体４２１の反弁座側の端面４６１に当接する。第２案内部５２１は、当接部５１１からニードル側へ柱状に突出し、吸入弁４１１の第１案内部４３１の内周面と摺接する。固定部５３１は、当接部５１１から径外方向に延びて導入通路１３の内壁６６に固定される。連通路５４１は、固定部５３１の周方向に、例えば等間隔で３箇所設けられる。
【００４３】
ストッパ５０１の第２案内部５２１の外壁には、軸溝部７０２が周方向に、例えば等間隔で３個設けられている。軸溝部７０２は、ストッパ５０１の軸方向から見て、第２案内部５２１の内壁から径内方向へ凸の円弧状に形成されている。
ストッパ５０１の当接部５１１の弁本体側の端面には、当接部５１１の周方向に、例えば３個の径溝部７１２が等間隔で設けられている。径溝部７１２と軸溝部７０２とは、吸入弁４１１の第１案内部４３１の径内側で連通している。
【００４４】
ストッパ５０１の径溝部７１２と軸溝部７０２は、ポンプ室１２とバルブ室４４とを連通している。第３実施形態においても、３本の径溝部７１２の流路断面積を合せた面積は、第１案内部４３１と第２案内部５２１とのクリアランス７３の流路断面積と３本の軸溝部７０２の流路断面積とを合わせた面積よりも小さい。
そのため、吸入弁４１１が開弁状態のとき、バルブ室４４とポンプ室１２との間を流れる燃料の流量は、３本の径溝部７１２の流路断面積を合せた面積によって定まる。したがって、高圧ポンプは、調量行程時におけるバルブ室４４の燃料圧力の上昇を抑制し、自閉限界回転数を高くすることが可能である。
【００４５】
一方、吸入弁４１１が閉弁状態のとき、弁本体４２１の反弁座側の端面４６１とストッパ５０１の当接部５１１との間が全周で開いているので、バルブ室４４からポンプ室１２へ流れる燃料の流量は、第１案内部４３１と第２案内部５２１とのクリアランス７３の流路断面積と３本の軸溝部７０２の流路断面積とを合わせた面積によって定まる。したがって、高圧ポンプは、吸入行程時においてバルブ室４４の燃料をポンプ室１２に速やかに流し、燃料の吸入効率を高めることができる。
よって、第３実施形態は、第１、第２実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１２及び図１３に示す。
第４実施形態では、吸入弁４１１の弁本体４２１の反弁座側の端面４６１に径溝部７１３が設けられ、第１案内部４３１の内壁に軸溝部７０３が設けられる。
径溝部７１３は、弁本体４２１の周方向に、例えば等間隔で３個設けられている。軸溝部７０３は、第１案内部４３１の周方向に、例えば等間隔で３個設けられている。軸溝部７０３は、吸入弁４１１の軸方向から見て、第１案内部４３１の内壁から径外方向へ凸の円弧状に形成されている。径溝部７１３と軸溝部７０３は、ポンプ室１２とバルブ室４４とを連通している。
第４実施形態においても、３本の径溝部７１３の流路断面積を合せた面積は、第１案内部４３１と第２案内部５２１とのクリアランス７３の流路断面積と３本の軸溝部７０３の流路断面積とを合わせた面積よりも小さい。
よって、第４実施形態は、第１〜第３実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４７】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、電磁弁部４０に関し、コイル８９に通電していないとき、可動コア８２が吸入弁４１，４１１を開弁するノーマリーオープン弁として説明した。これに対し、他の実施形態では、電磁弁部は、コイルに通電していないとき、可動コアが吸入弁を閉弁するノーマリークローズ弁としてもよい。
上述した実施形態では、吸入弁４１，４１１とニードル８１とを別体で構成した。これに対し、他の実施形態では、吸入弁とニードルとを一体で構成してもよい。
上述した第２実施形態では、吸入弁４１の第１案内部４３の外壁から径内方向へ凸の円弧状に軸溝部７０１を形成した。これに対し、他の実施形態では、軸溝部は、吸入弁の第１案内部の外壁に平面状に形成してもよい。すなわち、軸溝部および径溝部の断面形状に限定はない。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１          ・・・高圧ポンプ
１２        ・・・ポンプ室
４１，４１１・・・吸入弁
４２，４２１・・・弁本体
４３，４３１・・・第１案内部
４４        ・・・バルブ室
５０，５０１・・・ストッパ
５２，５２１・・・第２案内部
７０、７０１、７０２、７０３・・・軸溝部
７１、７１１、７１２、７１３・・・径溝部
【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】
2014141896.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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