(57)【要約】【課題】シート面の研磨を容易にし、ストローク規制部材と息抜き流路を確保した吐出弁を備えた高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。【解決手段】  流路の開閉をする弁体と、前記弁体と弁体軸方向に対向する対向部と、前記弁体と前記対向部とにより形成され、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に容積が小さくなる内部空間と、を有する弁機構において、前記対向部には前記内部空間と連通する弁体軸方向通路が形成され、前記弁体軸方向通路は、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に前記内部空間の燃料が前記弁体軸方向通路を流れ、前記対向部の径方向外側方向に向かって流れるように構成された。【選択図】図３
2018100651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の開閉をする弁体と、
前記弁体と弁体軸方向に対向する対向部と、
前記弁体と前記対向部とにより形成され、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に容積が小さくなる内部空間と、を有する弁機構において、
前記対向部には前記内部空間と連通する弁体軸方向通路が形成され、
前記弁体軸方向通路は、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に前記内部空間の燃料が前記弁体軸方向通路を流れ、前記対向部の径方向外側方向に向かって流れるように構成された弁機構。
【請求項２】
請求項１に記載の弁機構において、
前記弁体の下流側先端には、対向する対向部の上流側端面との間に前記弁体軸方向通路と連通する外径方向通路が形成された弁機構。
【請求項３】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部には前記弁体軸方向通路と連通する外径方向通路が形成され、
前記弁体軸方向通路及び前記外径方向通路は、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に、前記内部空間の燃料が前記弁体軸方向通路を流れてから前記弁体軸方向通路の燃料が前記外径方向通路を流れることで、前記対向部の径方向外側方向に向かって流れるように構成された弁機構。
【請求項４】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は前記弁体の内周部をガイドするガイド部を有し、
前記弁体軸方向通路は、前記ガイド部に形成された弁機構。
【請求項５】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は前記弁体の内周部をガイドするガイド部を有し、
前記弁体軸方向通路は、前記ガイド部に形成された溝により構成された弁機構。
【請求項６】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材を支持する支持部と、で構成され、
前記弁体軸方向通路は、前記ガイド部材のガイド部に形成された溝により構成された弁機構。
【請求項７】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材とは別部材で構成されるとともに前記ガイド部材が挿入される挿入穴が形成された支持部と、で構成され、前記弁体軸方向通路は、前記ガイド部材の外周部に形成された溝により構成された弁機構。
【請求項８】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部を有し、
前記弁体は、前記ガイド部よりも外周側において、前記対向部と反対側に配置された吐出弁シート部に着座するように構成され、
前記ガイド部の全てが前記吐出弁シート部に対して内径側に配置される弁機構。
【請求項９】
請求項２、又は３に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材を支持する支持部と、で構成され、
前記外径方向通路は、前記対向部の前記支持部に形成された弁機構。
【請求項１０】
請求項２、又は３に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材を支持する支持部と、が一体の部材で構成され、
前記外径方向通路は、前記対向部の前記支持部に形成された弁機構。
【請求項１１】
請求項１に記載の弁機構において、
前記弁体軸方向通路は前記対向部の外周部に対して内径側に形成された弁機構。
【請求項１２】
請求項１に記載の弁機構において、
前記弁体軸方向通路は前記対向部の外周部に対して内径側に形成され、かつ前記対向部を弁体軸方向に見て中心部に形成された弁機構。
【請求項１３】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドする外周部を有するガイド部材を備え、前記内部空間は前記弁体の前記内周部の内径側に形成された弁機構。
【請求項１４】
請求項２、又は３に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材を支持する支持部と、で構成され、
前記弁体軸方向通路は前記ガイド部材の内径側に形成され、前記外径方向通路は前記支持部に形成された弁機構。
【請求項１５】
請求項２、又は３に記載の弁機構において、
前記対向部は、前記弁体の内周部をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材を支持する支持部と、で構成され、
前記弁体軸方向通路及び前記外径方向通路の全てが支持部の下流側端面に対して、上流側に形成された弁機構。
【請求項１６】
請求項１に記載の弁機構において、
前記対向部は小径部と大径部とから形成され、前記小径部により前記弁体の内周部をガイドするガイド部材を構成し、前記大径部により前記ガイド部材を支持する支持部を構成する弁機構。
【請求項１７】
請求項２、又は３に記載の弁機構において、
前記対向部は小径部と大径部とから形成され、前記小径部により前記弁体の内周部をガイドするガイド部材を構成し、前記大径部により前記ガイド部材を支持する支持部を構成し、
前記弁体軸方向通路は前記小径部に形成され、前記外径方向通路は前記大径部に形成されたことを特徴とする弁機構。
【請求項１８】
加圧室を構成するポンプボディを備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
請求項１〜３の何れかに記載された弁機構を備え、
前記対向部を支持する支持部材が前記ポンプボディの外周部に取り付けられ、前記弁機構が配置された空間を塞ぐように構成された高圧燃料供給ポンプ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記支持部材を前記ポンプボディの外周部に取り付けるための溶接部と、前記対向部を前記支持部材に取り付けるための圧入部と、を備えた高圧燃料供給ポンプ。
【請求項２０】
請求項１８に記載の高圧燃料ポンプにおいて、
前記支持部材はフェライト系材料、又はオーステナイト系材料で構成され、対向部は前記支持部材よりも高強度なマルテンサイト系材料で構成された高圧燃料供給ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁機構及びこれを備えた高圧燃料供給ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の高圧燃料ポンプの従来技術として、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１には加圧室に向かって径が小さくなる円錐状のシート面を有するシート部材と、シート部材に当接する弁部材と、弁部材を軸方向に摺動可能に拘束するガイド機構と、弁部材のシートとの当接面に形成されている曲面形状部と、弁部材をシートに向かって付勢するばねを備えた吐出弁がある。ガイド機構は弁部材と一体形成されており、弁部材よりもシート側に形成されている例が示されている。ばねは封止プラグに保持され、封止プラグはポンプ本体に取り付けられている。
【０００３】
このように構成された吐出弁の弁体は、曲面形状の当接部を有しているため、高い背圧がかかった場合にはヘルツ接触により、シート部が微小に変形してシール面を形成し、高い油密性を発揮することができる。更に、弁体は当接部のみ曲面形状を有すればよいため、シート部より外周側は省くことができ、小型軽量化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ／２０１５−１６３２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の吐出弁においては、ガイド機構は弁部材のシート側に形成されているため、シート面の研磨が容易ではない。また、吐出弁のリフト量を規制するものがないため、高速運転時に弁体の閉じ遅れを抑制できない問題点がある。この問題の解決案として、例えば弁部材のガイド機構をシート側とは反対側（ばね側）に設けて、リフト規制部材も同じ側に設ける手段が考えられるが、その場合、ガイド機構が主流路外に形成されるため、新たにガイド機構用の息抜き流路を別途確保しないと吐出弁の応答性が遅くなってしまう。
【０００６】
本発明は、シート面の研磨を容易にし、リフト規制部材と息抜き流路を確保した吐出弁を備え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】
上記課題を解決するために本発明は流路の開閉をする弁体と、前記弁体と弁体軸方向に対向する対向部と、前記弁体と前記対向部とにより形成され、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に容積が小さくなる内部空間と、を有する弁機構において、前記対向部には前記内部空間と連通する弁体軸方向通路が形成され、前記弁体軸方向通路は、前記弁体が前記対向部に向かって移動した場合に前記内部空間の燃料が前記弁体軸方向通路を流れ、前記対向部の径方向外側方向に向かって流れるように構成された。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シート面の研磨を容易にし、リフト規制部材と息抜き流路を確保した吐出弁を備えた高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。  
本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。
【図２】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの上方から見た水平方向断面図である。
【図３】本発明の第一実施例による弁機構の拡大図である。
【図４】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁機構の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁機構が開弁状態にある状態を示す。
【図５】本発明の第一実施例による高圧燃料供給ポンプが適用されたエンジンシステムの構成図を示す。
【図６】本発明の第二実施例の吐出弁機構８の弁体軸方向断面の拡大図を示す。
【図７】本発明の第二実施例の吐出弁機構８のうち、吐出弁ストッパ８ｄ及びプラグ８ｆの弁体軸方向断面部（図７上図）及び吐出弁ストッパ８ｄの斜視図（図７下図）を示す。
【図８】本発明の第三実施例の吐出弁機構８の弁体軸方向断面の拡大図を示す。
【図９】本発明の第三実施例の吐出弁機構８のうち、吐出弁ストッパ８ｄ及びプラグ８ｆの弁体軸方向断面部（図９上図）及び吐出弁ストッパ８ｄの斜視図（図９下図）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
まず本発明の第一実施例について図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図５に示すエンジンシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。破線で囲まれた部分が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧燃料供給ポンプと呼ぶ）の本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ１に一体に組み込まれていることを示す。
【００１３】
燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。
【００１４】
低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１を通過した燃料は圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。
【００１５】
電磁吸入弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０を通過し加圧室１１に流入する。エンジンのカム機構９３によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３０から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送される。そしてＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧燃料供給ポンプである。
【００１６】
高圧燃料供給ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁機構３００への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。
【００１７】
図１は本実施例の高圧燃料供給ポンプの縦断面図を示し、図２は高圧燃料供給ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図３は吐出弁機構の拡大図である。図４は電磁吸入弁機構３００部の拡大図である。
【００１８】
本実施例の高圧燃料供給ポンプは図２に示すポンプボディ１に設けられた取付けフランジ１ｅを用い内燃機関の高圧燃料供給ポンプ取付け部９０（図１）に密着し、図示しない複数のボルト９１で固定される。高圧燃料供給ポンプ取付け部９０はエンジンのシリンダブロックに形成される孔部により構成される。
【００１９】
図１に示すように、高圧燃料供給ポンプ取付け部９０とポンプボディ１との間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１の溝部に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。
【００２０】
ポンプボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、ポンプボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。またポンプボディ１に形成された孔部には燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁機構３００と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８が設けられている。
【００２１】
シリンダ６はその外周側においてポンプボディ１と圧入される。シリンダ６の下部に形成された固定部６ａに対して、ポンプボディ１を内径側へ変形されるように形成される。これによりシリンダ６が図１における上方向へ押圧され、シリンダ６の上端面とポンプボディ１の下面とで加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。
【００２２】
プランジャ２の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット９２が設けられている。プランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。
【００２３】
また、シールホルダ７は円筒状の金属部材で構成され、円筒部からさらに外径側に折り曲げられた外径部によりポンプボディ１の穴部に圧入される。シールホルダ７の内周下端部にはプランジャシール１３が保持される。プランジャシール１３は、シリンダ６の図中下方部において、プランジャ２の外周が摺動可能に接触する状態で設置されている。これにより、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし、内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。
【００２４】
図２に示すように、ポンプボディ１の側面部に形成された穴部には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧燃料供給ポンプ内部に供給される。吸入ジョイント５１内の図示しない吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ内に吸収することを防ぐ役目がある。
【００２５】
低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、低圧燃料流路１０ｄを介して電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。吸入ポート３１ｂから流入した燃料は電磁吸入弁機構３００のコイル４３の通電、非通電が制御されることで、所望のタイミングに開弁した吸入弁３０により形成される吸入口３０ｐを介して加圧室１１（圧縮室）に流入される。
【００２６】
図２、図３に示すように加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、吐出弁シート部材８ａ、吐出弁シート部材８ａの吐出弁シート部と接離する吐出弁８ｂを備える。また、吐出弁機構８は、吐出弁８ｂを吐出弁シート部材８ａの吐出弁シート部に向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂのリフト量（移動距離）を決めるストッパ８ｄを備える。このリフト量は吐出弁８ｂの軸方向における移動距離のことである。さらに、吐出弁機構８は、吐出弁８ｂを摺動ガイドするガイドピン８ｅ、ガイドピン８ｅを圧入保持するプラグ８ｆから構成される。プラグ８ｆはポンプボディ１の外周部に形成された穴部に対して溶接部８ｇにおいて溶接により接合され、内部の燃料が外部に漏れないように遮断している。
【００２７】
加圧室１１の圧力が吐出弁室１２ａより低い状態では、吐出弁８ｂは閉弁方向の差圧力及び吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート部材８ａの吐出弁シート部に圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなり、吐出弁８ｂに作用する差圧力が吐出弁ばね８ｃよりも大きくなると、吐出弁８ｂは開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。燃料吐出通路１２ｂは吐出弁室１２ａと吐出ジョイントにより構成される燃料吐出口１２が位置する吐出空間とを連通する通路で、図１において水平方向に形成される。
【００２８】
吐出弁ストッパ８ｄは吐出弁８ｂと接触し、吐出弁８ｂのリフト範囲を制限する。吐出弁ストッパ８ｄの位置を設定することにより、吐出弁８ｂのリフト量を適切に設定することができる。吐出弁８ｂがリフト方向にのみ運動するように、ガイドピン８ｅの外周面にて、吐出弁８ｂの内周をガイドする。
【００２９】
吐出弁機構８は吐出弁室１２ａへ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止する役割がある。そのため開閉の応答性、つまり素早く開閉できることが高圧燃料供給ポンプの性能に重要な影響を与える。この点について以下において詳細に説明する。
【００３０】
図３を用いて吐出弁機構８の詳細を説明する。図３の上図は吐出弁機構８を吐出弁８ｂの移動方向（軸方向）に沿った切った断面図を示す。また図３の下図は、吐出弁機構８をガイドピン８ｅと吐出弁８ｂの被ガイド部とが重なる位置において、吐出弁８ｂの移動方向（軸方向）と直交する直交方向に切った断面図を示す。吐出弁８ｂの内部には、吐出弁８ｂの移動に伴い容積が増減する内部空間８ｈが形成される。
【００３１】
吐出弁８ｂが開閉弁動作をするとき、この内部空間８ｈ内の燃料が内外に出し入れされる。この燃料の出し入れを行うために、ガイドピン８ｅには、軸方向の流路８ｉが形成され、径方向の流路８ｊと繋がるように構成される。径方向の流路８ｊは、吐出弁ストッパ８ｄと吐出弁８ｂの当接面で形成される隙間である。
【００３２】
つまり、本実施例の弁機構（吐出弁機構８）は流路の開閉をする弁体（吐出弁８ｂ）と、弁体（吐出弁８ｂ）と弁体軸方向に対向する対向部（ガイドピン８ｅ）と、弁体（吐出弁８ｂ）と対向部（ガイドピン８ｅ）とにより形成され、弁体（吐出弁８ｂ）が対向部（ガイドピン８ｅ）に向かって移動した場合に容積が小さくなる内部空間８ｈと、を有する。なお、本実施例では、吐出弁機構８を例にして説明しているが、これに限定されるわけではなく、他の弁機構にも適用可能である。また、対向部もガイドピン８ｅに限定されない。
【００３３】
そして、対向部（ガイドピン８ｅ）には内部空間８ｈと連通する弁体軸方向通路（流路８ｉ）が形成され、弁体軸方向通路（流路８ｉ）は、弁体（吐出弁８ｂ）が対向部（ガイドピン８ｅ）に向かって移動した場合に内部空間８ｈの燃料が弁体軸方向通路（流路８ｉ）を流れ、対向部（ガイドピン８ｅ）の径方向外側方向に向かって流れるように構成される。このようにすることにより、吐出弁のシート部にはガイド機構がなくなり、シート面の研磨が容易になる。また、対向部が吐出弁のリフト量を規制し、対向部に形成された軸方向流路によって息抜き流路を確保できる。
弁体（吐出弁８ｂ）の下流側先端（下流側端面）には、対向する対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）の上流側端面との間に弁体軸方向通路（流路８ｉ）と連通する外径方向通路（流路８ｊ）が形成される。そして、対向部（ガイドピン８ｅ）は弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部８ｋを有し、弁体軸方向通路（流路８ｉ）は、ガイド部８ｋに形成される。
【００３４】
対向部（ガイドピン８ｅ）は弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部８ｋを有し、弁体軸方向通路（流路８ｉ）は、このガイド部８ｋに形成された溝により構成されることが望ましい。
このようにすることにより、内部空間の燃料を逃がす先（息抜き流路の出口）に自由度ができる。また、構成によっては息抜き流路の長さを、対向部の全長より短くすることが可能となる。
また、弁体（吐出弁８ｂ）の対向部は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部材（ガイドピン８ｅ）と、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）を支持する支持部（吐出弁ストッパ８ｄ）と、で構成され、弁体軸方向通路（流路８ｉ）は、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）のガイド部８ｋに形成された溝により構成されることが望ましい。
【００３５】
また、弁体（吐出弁８ｂ）の対向部は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部材（ガイドピン８ｅ）と、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）とは別部材で構成されるとともにガイド部材（ガイドピン８ｅ）が挿入される挿入穴が形成された支持部（吐出弁ストッパ８ｄ）と、で構成され、弁体軸方向通路（流路８ｉ）は、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）の外周部（ガイド部８ｋ）に形成された溝により構成されることが望ましい。このようにすることにより、リフト規制する部材と、摺動ガイドする部材を別材料とすることができ、それぞれの部位に応じた材料選定が可能となる。
【００３６】
対向部（ガイドピン８ｅ）は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部を有し、弁体（吐出弁８ｂ）は、ガイド部（ガイドピン８ｅ）よりも外径側において、対向部（ガイドピン８ｅ）と反対側に配置された吐出弁シート部に着座するように構成される。そして、ガイド部（ガイドピン８ｅ）の全てが吐出弁シート部に対して内径側に配置されることが望ましい。なお、吐出弁シート部は吐出弁シート部材８ａに形成されており、弁体（吐出弁８ｂ）が着座する位置により定義される。このようにすることにより、弁体の最外径を小さくすることができ、小型・軽量・高応答を実現できる。
【００３７】
また弁体（吐出弁８ｂ）の対向部（ガイドピン８ｅ）は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドする外周部を有するガイド部８ｋを備え、内部空間８ｈは弁体（吐出弁８ｂ）の内周部の内径側に形成されている。
【００３８】
また弁体（吐出弁８ｂ）の対向部は小径部（ガイドピン８ｅ）と大径部（吐出弁ストッパ８ｄ）とから形成され、小径部（ガイドピン８ｅ）により弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部８ｋを構成し、大径部（吐出弁ストッパ８ｄ）によりガイド部８ｋを支持する支持部（内周部）を構成する。
【００３９】
以上のように、内部空間８ｈの息抜き流路（弁体軸方向通路８ｉ）を形成することにより、吐出弁８ｂの移動に伴う流体抵抗を低減し、開閉弁動作を素早くできるようになる。また、吐出弁ストッパ８ｄを用いて吐出弁８ｂのリフト量を適切に規制することにより、吐出弁８ｂの戻り時間（閉弁時間）を短くすることができる。更に、ガイドピン８ｅは外周部８ｋで吐出弁８ｂの摺動をガイドし、吐出弁８ｂを着実に吐出弁シート部材８ａの吐出弁シート部にシートさせることにより、燃料の逆流を抑制できる。
【００４０】
プラグ８ｆは圧入面８ｌでポンプボディ１に圧入固定され、その上で溶接面８ｇを溶接することによりポンプボディ１に固定される。ガイドピン８ｅはプラグ８ｆに圧入固定され、吐出弁ストッパ８ｄはガイドピン８ｅに圧入固定される。ただし組立て精度等の条件によっては、吐出弁ストッパ８ｄをプラグ８ｆに圧入固定して、そのうえでこれらにガイドピン８ｅを圧入固定してもよい。本実施例ではガイドピン８ｅと吐出弁ストッパ８ｄとが別部材で構成されているため、これらの材質は異なってもよい。例えば、吐出弁ストッパ８ｄは吐出弁８ｂの衝突に耐えられる高硬度なマルテンサイト系ステンレスを適用し、ガイドピン８ｅは弱い摺動負荷のため、若干、硬度の低い材料を適用してもよい。また、プラグ８ｆは溶接性を考慮して、フェライトやオーステナイト系ステンレスを採用してもよい。
【００４１】
以上の構成により、吐出弁８ｂに過剰なリフトをさせず（リフト量規制）、息抜き流路を確保して、高応答な吐出弁機構を実現することができる。なお、リフトのことをストロークと呼んでも良い。
【００４２】
ここで図１、２、４に示す加圧室１１は、ポンプハウジング１、電磁吸入弁機構３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。
【００４３】
図４に基づいて電磁吸入弁機構３００について詳細に説明する。コイル部は、第１ヨーク４２、電磁コイル４３、第２ヨーク４４、ボビン４５、端子４６、コネクタ４７から成る。ボビン４５に銅線が複数回巻かれたコイル４３が、第１ヨーク４２と第２ヨーク４４により取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタと一体にモールドされ固定される。二つの端子４６のそれぞれの方端はコイルの銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子４６も同様にコネクタと一体にモールドされ残りの方端がエンジン制御ユニット側と接続可能な構成としている。
【００４４】
コイル部は第１ヨーク４２の中心部の穴部が、アウターコア３８に圧入され固定される。その時、第２ヨーク４４の内径側は、固定コア３９と接触もしくは僅かなクリアランス近接する構成となる。
【００４５】
第１ヨーク４２、第２ヨーク４４共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮し磁性ステンレス材料とし、ボビン４５、コネクタ４７は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。コイルに４３は銅、端子４６には真鍮に金属めっきを施した物を使用する。
【００４６】
このように、アウターコア３８、第１ヨーク４２、第２ヨーク４４、固定コア３９、アンカー部３６で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、固定コア３９、アンカー部３６間に磁気吸引力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。アウターコア３８において、固定コア３９とアンカー部３６とがお互い磁気吸引力を発生させる軸方向部位を極力薄肉にすることで、磁束のほぼ全てが固定コア３９とアンカー部３６の間を通過するため、効率良く磁気吸引力を得ることができる。
【００４７】
ソレノイド機構部は、可動部であるロッド３５、アンカー部３６、固定部であるロッドガイド３７、アウターコア３８、固定コア３９、そして、ロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１からなる。
【００４８】
可動部であるロッド３５とアンカー部３６は、別部材に構成している。ロッド３５はロッドガイド３７の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー部３６の内周側は、ロッド３５の外周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド３５及びアンカー部３６共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。
【００４９】
アンカー部３６は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴３６ａを１つ以上有し、アンカー部前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。
【００５０】
ロッドガイド３７は、径方向には、燃料供給ポンプ本体１の吸入弁が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シートの一端部に突き当てられ、燃料供給ポンプ本体１に溶接固定されるアウターコア３８と燃料供給ポンプ本体１との間に挟み込まれる形で配置される構成としている。ロッドガイド３７にもアンカー部３６と同様に軸方向に貫通する貫通穴３７ａが設けられ、アンカー部が自在に滑らかに動くことができる様、アンカー部側の燃料室の圧力がアンカー部の動きを妨げない様に構成している。
【００５１】
アウターコア３８は、燃料供給ポンプ本体と溶接される部位との反対側の形状を薄肉円筒形状としており、その内周側に固定コア３９が挿入される形で溶接固定される。固定コア３９の内周側にはロッド付勢ばね４０が、細径部をガイドに配置され、ロッド３５が吸入弁３０と接触し、前記吸入弁が吸入弁シート部３１ａから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。
【００５２】
アンカー部付勢ばね４１は、ロッドガイド３７の中心側に設けた円筒径の中央軸受部３７ｂに方端を挿入し同軸を保ちながら、アンカー部３６にロッドつば部３５ａ方向に付勢力を与える配置としている。アンカー部３６の移動量３６ｅは吸入弁３０の移動量３０ｅよりも大きく設定される。確実に吸入弁３０が閉弁するためである。
【００５３】
ロッド３５とロッドガイド３７にはお互い摺動するため、またロッド３５は吸入弁３０と衝突を繰返すため、硬度と耐食性を考慮しマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施したものを使用する。アンカー部３６と固定コア３９は磁気回路を形成するため磁性ステンレスを用い、ロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレスを用いる。
【００５４】
上記構成によれば、吸入弁部とソレノイド機構部には、３つのばねが有機的に配置されて構成されている。吸入弁部に構成される吸入弁付勢ばね３３と、ソレノイド機構部に構成されるロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１がこれに相当する。本実施例ではいずれのばねもコイルばねを使用しているが付勢力を得られる形態であればいかなるものでも構成可能である。
【００５５】
カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向（図中の下方向）に移動して吸入行程状態にある時は、加圧室１１の容積は増加し加圧室１１の燃料圧力が低下する。この吸入行程で加圧室１１の燃料圧力が吸入ポート３１ｂの圧力よりも低くなり、この差圧による付勢力が吸入弁付勢ばね３３による付勢力を超えると、吸入弁３０は開口状態になる。燃料は吸入弁３０の開口部３０ｅを通り、加圧室１１に流入する。
【００５６】
プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ圧縮行程に移る。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０は、無通電状態において吸入弁３０を開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。よって、プランジャ２が上昇運動をしても、ロッド３５が開弁位置に留まるため、ロッド３５により付勢された吸入弁３０も同様に開弁位置に留まる。したがって、加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度、加圧室１１に吸入された燃料が、再び開弁状態の吸入弁３０の開口部３０ｅを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。
【００５７】
この戻し工程の状態で、エンジンコントロールユニット２７（以下ＥＣＵと呼ぶ）からの制御信号が電磁吸入弁機構３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。すると、アンカー３６と磁気コア３９とのそれぞれの磁気吸引面Ｓにおいて磁気吸引力が作用する。つまり、アンカー３６は磁気コア３９に吸引される。この磁気吸引力（磁気付勢力）がロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝つと、アンカー３６と係合するロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動して、吸入弁３０の閉弁位置よりも上流側（図４の左方向）まで移動する。よって、吸入弁付勢ばね３３による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力により吸入弁３０が閉弁する。
【００５８】
閉弁後、加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称する。
【００５９】
すなわち、プランジャ２の圧縮行程（下始点から上始点までの間の上昇行程）は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁機構３００のコイル４３への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル４３へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル４３への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。
【００６０】
以上のように電磁コイル４３への通電タイミングを制御することで、高圧吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することが出来る。
【００６１】
低圧燃料室１０には高圧燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が燃料配管２８へ波及するのを低減減させる圧力脈動低減機構９が設置されている。一度加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁体３０を通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた圧力脈動低減機構９は、波板状の円盤型金属板２枚をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。
【００６２】
以上の通り本実施例は、加圧室１１を構成するポンプボディ１を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、上記した弁機構（吐出弁機構８）を備え、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）を支持する支持部材（プラグ８ｆ）がポンプボディ１の外周部に取り付けられ、弁機構（吐出弁機構８）が配置された空間を塞ぐように構成される。支持部材（プラグ８ｆ）をポンプボディ１の外周部に取り付けるための溶接部８ｇと、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）を支持部材（プラグ８ｆ）に取り付けるための圧入部８ｌと、を備えている。このようにすることにより、圧入部が対向部支持部材（プラグ）の位置を固定し、対向部支持部材（プラグ）を溶接する際に位置がずれるのを防ぐことができる。
【００６３】
支持部材（プラグ８ｆ）はフェライト系材料、又はオーステナイト系材料で構成され、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）は支持部材（プラグ８ｆ）よりも高強度なマルテンサイト系材料で構成された。フェライト系材料、又はオーステナイト系材料は溶接性に優れており、またマルテンサイト系材料は高強度であるため、ストッパの強度と、プラグの溶接性を確保できる。
【実施例２】
【００６４】
次に本発明の第二実施例について説明する。
【００６５】
図６は本実施例の吐出弁機構８の弁体軸方向断面の拡大図を示す。また、図７は吐出弁機構８のうち、吐出弁ストッパ８ｄ及びプラグ８ｆの弁体軸方向断面部（図７上図）及び吐出弁ストッパ８ｄの斜視図（図７下図）を示す。弁体軸方向断面の吐出弁機構８以外の構成は実施例１と同様であり、吐出弁機構の基本的な役割及び動作は第一の実施例と同じであるため、吐出弁機構についてのみ以下、説明する。
【００６６】
図６においてガイドピン８ｅは吐出弁ストッパ８ｄと一体の部材で構成され、吐出弁ストッパ８ｄがプラグ８ｆに圧入等により固定される。吐出弁ストッパ８ｄのガイド部材（ガイドピン８ｅ）の中心軸には軸方向流路８ｉが形成され、終端に径方向流路８ｊが形成される。本実施例では吐出弁ストッパ８ｄの外周面の圧入部の一部に弁体軸方向に切欠き（Ｄカット）を入れて、プラグ８ｆとの圧入面の一部に流路８ｍを形成する。
【００６７】
吐出弁８ｂの内部には、第一の実施例と同じく、吐出弁８ｂの移動に伴い増減する内部空間８ｈが形成される。吐出弁８ｂが開弁動作するとき、内部空間８ｈ内部の燃料は軸方向流路８ｉ、径方向の流路８ｊを流れ、プラグ８ｆとガイドピン８ｂの隙間８ｅを通り、吐出弁室１２ａに抜ける。
【００６８】
つまり、本実施例の弁機構（吐出弁機構８）は、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）には弁体軸方向通路（流路８ｉ）と連通する外径方向通路（流路８ｊ）が形成される。弁体軸方向通路（流路８ｉ）及び外径方向通路（流路８ｊ）は、弁体（吐出弁８ｂ）が対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）に向かって移動した場合に、内部空間８ｈの燃料が弁体軸方向通路（流路８ｉ）を流れてから弁体軸方向通路（流路８ｉ）の燃料が外径方向通路（流路８ｊ）を流れることで、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）の径方向外側方向に向かって流れるように構成される。このようにすることにより、対向部の全長を短くすることができる。
また、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部材（ガイドピン８ｅ）と、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）を支持する支持部と、で構成され、外径方向通路（流路８ｊ）は、対向部（吐出弁ストッパ８ｄ）の支持部に形成される。ここでいう支持部とは吐出弁ストッパ８ｄの根本部であり、プラグ８ｆに圧入される圧入部のことである。対向部は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部材（ガイドピン８ｅ）と、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）を支持する支持部と、が一体の部材で構成されることが望ましい。このようにすることにより、部品点数を削減するとともに、積み上げ公差を減らすことができる。もちろん、実施例１のように別体で構成することも可能である。
【００６９】
弁体軸方向通路（流路８ｉ）は対向部の外周部に対して内径側に形成されることが望ましい。つまりガイド部８ｋに対して、弁体軸方向通路（流路８ｉ）が内径側に位置することが望ましい。具体的には弁体軸方向通路（流路８ｉ）は対向部（ガイドピン８ｅ）の外周部（ガイド部８ｋ）に対して内径側に形成され、かつ対向部（ガイドピン８ｅｄ）を弁体軸方向に見て中心部に形成さることが望ましい。このようにすることにより、ガイド部材はその全長をガイド機能として活用することができ、ガイドとしての信頼性を確保することができる。
【００７０】
但し、実施例１のように外周部（ガイド部８ｋ）に形成されても構わない。
【００７１】
また対向部は、弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部材（ガイドピン８ｅ）と、ガイド部材（ガイドピン８ｅ）を支持する支持部（吐出弁ストッパ８ｄ）と、で構成され、弁体軸方向通路（流路８ｊ）はガイド部材（ガイドピン８ｅ）の内径側に形成され、外径方向通路（流路８ｊ）は支持部（吐出弁ストッパ８ｄ）に形成されている。また、弁体軸方向通路（流路８ｊ）及び外径方向通路（流路８ｊ）の全てが支持部（吐出弁ストッパ８ｄ）の下流側端面（図６の右側端面）に対して、上流側に形成されることが望ましい。このようにすることにより、流路の全長を短くでき、流路の圧力損失を低減することができる。
【００７２】
さらに対向部は小径部と大径部とから形成され、小径部により弁体（吐出弁８ｂ）の内周部をガイドするガイド部材（ガイドピン８ｅ）を構成し、大径部によりガイド部材（ガイドピン８ｅ）を支持する支持部（吐出弁ストッパ８ｄ）を構成することが望ましい。そして、弁体軸方向通路（流路８ｊ）は対向部の小径部に形成され、外径方向通路（流路８ｊ）は大径部に形成されたことが望ましい。このようにすることにより、支持部の大きさにかかわらず、弁体側のガイド径を小径化でき、弁体の小型軽量化が可能となる。
【００７３】
本実施例では外径方向通路（流路８ｊ）は吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の下流側端面に形成されている。つまり、プラグ８の上流側端面と対向する吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の下流側端面に対して、切欠きが形成されることで外径方向通路（流路８ｊ）が形成される。
【００７４】
このような構成により、第一実施例と同様に、吐出弁８ｂに過剰なリフトをさせず（リフト量規制）、息抜き流路を確保して、高応答な吐出弁機構を実現することができる。更に、第二実施例のように内部空間８ｈの息抜き流路を形成することにより、ガイドピン８ｄの摺動面８ｋを全面ガイドとして活用することができ、摺動信頼性を高めることができる。また、第一実施例と異なり、径方向流路８ｊが吐出弁８ｂの変位によらず一定に確保することができる。更に、第一実施例よりも部品点数を一つ減るため、低コスト化、及び積み上げ公差縮小が可能となる。図６におけるガイドピンは吐出弁８ｂとの摺動及び衝突に耐えられる硬度の材料が必要であり、プラグ８ｆとは異なる材料を選定する自由度がある。
【実施例３】
【００７５】
次に本発明の第三実施例について説明する。また、図９は吐出弁機構８のうち、吐出弁ストッパ８ｄ及びプラグ８ｆの弁体軸方向断面部（図９上図）及び吐出弁ストッパ８ｄの斜視図（図９下図）を示す。吐出弁機構８以外の構成は実施例１と同様であり、吐出弁機構の基本的な役割及び動作は第一の実施例と同じである。また、以下においては第二の実施例と異なる点のみ、説明する。
【００７６】
本実施例では外径方向通路（流路８ｊ）は吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の下流側端面ではなく、吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の弁体軸方向の中間部に形成される。つまり、図９下図に示すように、吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の圧入部の一部に弁体軸方向に沿って切欠きが設けられ、この切欠き面に対しほぼ直交する方向に、たとえば円筒形状の穴部が形成される。これにより、吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の弁体軸方向の中間部において、プラグ８の上流側端面と対向する吐出弁ストッパ８ｄ（大径部）の下流側端面に対して、外径方向通路（流路８ｊ）が形成される。外径方向通路（流路８ｊ）は流路８ｍと直接、連通するように構成される。これにより、吐出弁８ｂの内部空間８ｈ内の燃料は、吐出弁８ｂの開閉弁動作に伴い、軸方向流路８ｉ、径方向の流路８ｊ、プラグ８ｆとガイドピン８ｂの隙間８ｅを通り、吐出弁室１２ａへ燃料を出し入れする。このように構成することにより、第二実施例と同様に、吐出弁８ｂに過剰なリフトをさせず（リフト量規制）、息抜き流路を確保して、高応答な吐出弁機構を実現することができ、且つ、摺動信頼性を高め、安定した径方向流路８ｊの確保と部品点数の削減が可能となる。更に、ガイドピン８ｄの圧入底面を全周確保することができ、プラグとの直角度公差を確保することができる利点がある。また、加工方法によっては第二実施例より低コストでできる場合もある。
【符号の説明】
【００７７】
１  ポンプボディ
２  プランジャ
６  シリンダ
７  シールホルダ
８  吐出弁機構
９  圧力脈動低減機構
１０ａ  低圧燃料吸入口
１１  加圧室
１２  燃料吐出口
１３  プランジャシール
３０  吸入弁
４０  ロッド付勢ばね
４３  電磁コイル
１００  圧力脈動伝播防止機構
１０１  弁シート
１０２  弁
１０３  ばね
１０４  ばねストッパ
２００  リリーフバルブ
２０１  リリーフボディ
２０２  バルブホルダ
２０３  リリーフばね
２０４  ばねストッパ
３００  電磁吸入弁機構
【図１】
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【図２】
2018100651.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018100651.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018100651.tif 000009
【図８】
2018100651.tif 000010
【図９】
2018100651.tif 000011