(57)【要約】【課題】ノーマルクローズ型の高圧ポンプにおいて、高速回転時の応答性を向上する高圧ポンプを提供する。【解決手段】ノーマルクローズ型の高圧ポンプにおいて、可動コア５３と一体に組み付けられたニードル６１は、電磁アクチュエータ５０の非通電時、ニードルスプリング５６の付勢力によって弁部材２１に当接し、通電時、電磁吸引力によって前進する。ニードル６１は、外径がバルブ筒部２３２の内径よりわずかに小さいツバ部６１１を有する。高速回転時の吸入工程で加圧室９５が減圧して弁部材２１が開弁すると、ツバ部６１１とバルブ筒部２３２との隙間の絞り流路９３１を燃料が流れることで差圧が発生し、この差圧によってニードル６１の前進作動がアシストされる。これにより、弁部材２１は確実に開弁できるため、高速回転時の応答性が向上する。【選択図】図２
2011163173.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、
前記プランジャの移動によって容積変化し燃料を加圧可能な加圧室、及び、該加圧室の上流側に設けられる上流室を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記上流室から前記加圧室へ燃料を導入する上流通路を有する筒部材と、
前記加圧室の上流側で前記筒部材の下流側に設けられる環状のシート部と、
前記シート部に着座または離座することにより前記上流通路を遮断または連通する弁部材と、
前記弁部材の上流側に配置され、前記弁部材の上流側端面に当接可能な第一小径部と、前記第一小径部より大径で前記上流通路の範囲内で前記第一小径部の上流側に連続する大径部とを備えるニードルと、
前記第一小径部が前記弁部材の上流側端面に当接するように付勢するニードルスプリングと、
前記ニードルの前記第一小径部と反対側の端部に接続され、作動時に、前記ニードルを開弁方向へ移動させるように電磁吸引力を発生する電磁アクチュエータと、
前記ニードルスプリングより設定荷重が大きく、前記電磁アクチュエータの非作動時に前記弁部材を閉弁方向へ付勢する弁スプリングと、
前記上流通路において上流側から下流側に流路断面積を小さくする絞り部と、
を備えることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記ニードルは、前記大径部より小径で前記大径部の上流側に連続する第二小径部を備え、前記大径部は、軸方向に所定の厚みを有するツバ部を構成す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】
前記ツバ部は、下流側の面の径方向内側から外周面に向かい上流側に傾斜する面取り部を有す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】
前記ツバ部は、上流側と下流側とを連通するオリフィスを有す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】
前記ツバ部は、前記オリフィスの下流側開口に、開口側に広がるテーパ部を有することを特徴とする請求項４に記載の高圧ポンプ。
【請求項６】
往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの移動によって容積変化し燃料を加圧可能な加圧室、及び、該加圧室の上流側に設けられる上流室を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記上流室から前記加圧室へ燃料を導入する上流通路を有する筒部材と、
前記加圧室の上流側で前記筒部材の下流側に設けられる環状のシート部と、
前記シート部に着座または離座することにより前記上流通路を遮断または連通する弁部材と、
前記弁部材の上流側に配置され、前記弁部材の上流側端面に当接可能な第一小径部と、前記第一小径部より小径で前記上流通路の範囲内で前記第一小径部の上流側に連続する第二小径部とを備えるニードルと、
前記第二小径部の径方向外側に摺動可能に、かつ、前記第一小径部によって摺動を規制されるように配置される可動プレートと、
前記第一小径部が前記弁部材の上流側端面に当接するように付勢するニードルスプリングと、
前記ニードルの前記第一小径部と反対側の端部に接続され、作動時に、前記ニードルを開弁方向へ移動させるように電磁吸引力を発生する電磁アクチュエータと、
前記ニードルスプリングより設定荷重が大きく、前記電磁アクチュエータの非作動時に前記弁部材を閉弁方向へ付勢する弁スプリングと、
前記ニードルスプリングより設定荷重が小さく、前記可動プレートを前記第一小径部側へ付勢するプレートスプリングと、
前記上流通路において上流側から下流側に流路断面積を小さくする絞り部と、
を備え、
燃料が前記上流室から前記加圧室へ流れるとき、前記可動プレートは、前記プレートスプリングの付勢力によって前記第一小径部に当接するとともに、
燃料が前記加圧室から前記上流室へ流れるとき、前記可動プレートは、燃料の圧力によって前記プレートスプリングの付勢力に抗して前記上流室側へ摺動することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項７】
往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャの移動によって容積変化し燃料を加圧可能な加圧室、及び、該加圧室の上流側に設けられる上流室を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記上流室から前記加圧室へ燃料を導入する上流通路を有する筒部材と、
前記加圧室の上流側で前記筒部材の下流側に設けられる環状のシート部と、
前記シート部に着座または離座することにより前記上流通路を遮断または連通する弁部材と、
前記弁部材の上流側に配置され、前記弁部材の上流側端面に当接可能な第一小径部と、前記第一小径部より大径で前記上流通路の範囲内で前記第一小径部の上流側に連続する大径部とを備えるニードルと、
前記第一小径部が前記弁部材の上流側端面に当接するように付勢するニードルスプリングと、
前記ニードルの前記第一小径部と反対側の端部に接続され、作動時に、前記ニードルを開弁方向へ移動させるように電磁吸引力を発生する電磁アクチュエータと、
前記ニードルスプリングより設定荷重が大きく、前記電磁アクチュエータの非作動時に前記弁部材を閉弁方向へ付勢する弁スプリングと、
を備え、
前記大径部の下流側の面は、前記弁部材の高速開弁時に容積が急激に膨張することで減圧状態になるダンパ室を前記弁部材の上流側端面との隙間に形成するように、前記弁部材の上流側端面と近接して設けられることを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項８】
前記ニードルは、前記大径部より小径で前記大径部の上流側に連続する第二小径部を備え、前記大径部は、軸方向に所定の厚みを有するツバ部を構成することを特徴とする請求項７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、エンジンに用いられる高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンへ燃料を供給する燃料供給装置には、高圧燃料を圧送する高圧ポンプが設けられる。一般に、高圧ポンプはエンジンの回転に応じてプランジャが往復移動し、吸入工程、調量工程、加圧工程の工程サイクルを繰り返すことによって、燃料タンクから吸入した燃料を、インジェクタに接続される燃料レールへ吐出する。
【０００３】
上記の工程サイクルを作り出すためには、プランジャの往復移動に同期して、吸入弁の開閉を制御することが必要である。具体的には、（１）吸入弁開状態でプランジャが下降して燃料を吸入し、（２）吸入弁開状態のままプランジャがストロークの途中まで上昇して燃料の一部を戻すことにより調量し、（３）吸入弁が閉じてプランジャがストロークの残りを上昇して加圧および吐出する、という工程サイクルを繰り返す。
ここで、（２）の調量工程から（３）の加圧工程への切換タイミングを調整することによって適正な調量が実現される。
【０００４】
一般に、高圧ポンプの吸入弁は、スプリングとソレノイドとの組み合わせによって開閉するように構成される。高圧ポンプは、ソレノイドの通電および非通電と吸入弁の開閉との関係によって、ノーマルオープン型とノーマルクローズ型とに分けられる。
【０００５】
ノーマルオープン型の高圧ポンプは、ソレノイドが非通電状態にスプリングの付勢力により開弁し、ソレノイドが通電状態に可動コアと一体に動くニードルによって閉弁する。したがって、通電ＯＮ指令によって調量工程から加圧工程に移行する。
ノーマルクローズ型の高圧ポンプは、ソレノイドが非通電状態にスプリングの付勢力により閉弁し、ソレノイドが通電状態に可動コアと一体に動くニードルによって開弁する。したがって、通電ＯＦＦ指令によって調量工程から加圧工程に移行する。
ノーマルクローズ型の高圧ポンプは、ノーマルオープン型の高圧ポンプに比べて駆動電力を低減できる。
【０００６】
ここで、ニードルと吸入弁の構成について、例えば特許文献１の高圧燃料ポンプは、図１８に示すように、ニードルと吸入弁とを別体構造としている。ニードル５７は、電磁駆動部５０の可動コア５３と一体に組み付けられており、可動コア５３はスプリング５６の付勢力によって弁部材４１側へ付勢されている。コイル５１に通電していないとき、ニードル５７の可動コア５３と反対側の端部が弁部材４１と当接し、ニードル５７が弁部材４１を弁座部３２から離座する方向に押すことで吸入弁が開弁する。コイル５１に通電すると、可動コア５３と固定コア５２との間に電磁吸引力が発生し、可動コア５３は、スプリング５６の付勢力に抗して固定コア５２側へ移動する。すると、ニードル５７の端部が弁部材４１から離れ、弁部材４１がスプリング４３の付勢力によって弁座部３２に着座することで吸入弁が閉弁する。
【０００７】
このように特許文献１の高圧燃料ポンプはノーマルオープン型の構成である。しかし、ソレノイドの電磁吸引力、及び、スプリングの付勢力が逆向きに作用するように配置を変更することでノーマルクローズ型の構成に容易に変更可能である。
また、特許文献２には、ニードルと吸入弁とを一体構造とした高圧燃料ポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許４３１８７３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８５６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ソレノイドの電磁吸引力を利用して吸入弁を開閉する高圧ポンプでは、ソレノイドへの通電指令から電磁吸引力が充分に発生するまでに、わずかながら応答時間がある。低速回転時にはこの応答時間よりも工程サイクルの時間が充分に長いため、工程の切換タイミングにはほとんど影響が及ばない。
一方、高速回転時には工程サイクルの時間が電磁吸引力の応答時間と同程度になりうる。すると、電磁吸引力によるニードルの作動の応答が、工程の切換タイミングに間に合わなくなる場合がある。
【００１０】
特許文献１に基づくノーマルクローズ型の高圧ポンプの場合、吸入工程の開始直後から調量工程の終了まで通電指令がＯＮとなり、吸入弁は、その通電指令に応じて開弁状態を維持することが要求される。しかし、電磁吸引力の応答時間中は充分な電磁吸引力が得られず、ニードルの作動が遅れることがある。さらに調量工程になっても充分な電磁吸引力が得られないと、燃料の流れによってニードルが押し戻され、吸入弁が閉弁することがありえる。すると、通電指令がＯＦＦする前に、調量工程が実質的に終了する。そのため、ねらいどおりの調量ができず、過剰な燃料を吐出することになるという問題がある。
過剰な燃料が吐出されると、燃料レールの圧力が上昇し、インジェクタの噴射精度を低下させ、さらに上昇するとインジェクタが噴射不能となる。また、燃料レール内の圧力が許容範囲を超えて異常に上昇し、燃料レールやインジェクタを損傷するおそれがある。
【００１１】
また、特許文献２ではニードルと吸入弁を一体構造とすることにより、高速回転時の応答性を向上させている。しかし、ニードル摺動部とバルブシート、バルブ摺動部の高精度な同軸加工が必要であり、コストの増加につながるという問題がある。
【００１２】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、ノーマルクローズ型の高圧ポンプにおいて、コストを増加することなく高速回転時の応答性を向上する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】
【００１３】
請求項１に記載の高圧ポンプは、プランジャ、ハウジング、筒部材、シート部、弁部材、ニードル、ニードルスプリング、電磁アクチュエータ、弁スプリング、及び、絞り部を備える。
プランジャは往復移動可能である。
ハウジングは、加圧室と上流室とを有する。加圧室は、プランジャの移動によって容積変化し燃料を加圧可能である。上流室は、加圧室の上流側に設けられる。
筒部材は、ハウジングに設けられ、上流室から加圧室へ燃料を導入する上流通路を有する。
環状のシート部は、加圧室の上流側で筒部材の下流側に設けられる。
弁部材は、シート部に着座または離座することにより上流通路を遮断または連通する。
【００１４】
ニードルは、弁部材の上流側に配置され、第一小径部と大径部とを備える。第一小径部は、弁部材の上流側端面に当接可能である。大径部は、第一小径部より大径で、上流通路の範囲内で第一小径部の上流側に連続する。
ニードルスプリングは、第一小径部が弁部材の上流側端面に当接するように付勢する。
電磁アクチュエータは、ニードルの第一小径部と反対側の端部に接続され、作動時に、ニードルを開弁方向へ移動させるように電磁吸引力を発生する。
弁スプリングは、ニードルスプリングより設定荷重が大きく、電磁アクチュエータの非作動時に弁部材を閉弁方向へ付勢する。
以上により、ノーマルクローズ型の高圧ポンプが構成される。
【００１５】
絞り部は、上流通路において上流側から下流側に流路断面積を小さくする。
大径部は、上流通路の範囲内で第一小径部の上流側に連続する。したがって、大径部の外周は、軸方向の少なくとも一部で筒部材の内周と軸方向に重複する。この重複部分には大径部と筒部材との隙間が生じる。そこで、筒部材の内径よりもわずかに小さく大径部の外径を設定することで、この隙間を絞り部とすることができる。なお、隙間の断面積は、最小でも所要流量を流すために必要な断面積以上とする。
あるいは、絞り部は、大径部を貫通して上流側から下流側に連通してもよい。
ここで、大径部の形状は、上流通路の範囲外では限定されない。例えば、大径部は、同一径のまま上流側へ延びてもよく、上流側で径が変わってもよい。
【００１６】
絞り部を設けることにより、絞り部の上流側と下流側との間に差圧が発生する。ここで、以下の説明では上流側の油圧から下流側の油圧を引いたものを「差圧」と定義し、上流側の油圧が相対的に高い場合を「正の差圧」、逆に下流側の油圧が高い場合を「負の差圧」と表す。吸入工程では燃料が上流側から下流側に流れ、正の差圧が発生する。調量工程では燃料が下流側から上流側に流れ、負の差圧が発生する。なお、「負の差圧が小さい」という表現は、「負の差圧の絶対値が小さい」ことを意味するものとする。
吸入工程で正の差圧が発生することにより、油圧がニードルに対して下流方向すなわち前進方向への作動をアシストする。そのため、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードルは油圧のアシスト力により迅速に前進でき、弁部材を開弁状態に保持することができる。よって、高速回転時の応答性が向上する。
また、ニードルと、吸入弁を構成する弁部材とは別体構造で製作されるため、一体構造の場合に比べ、製造コストの増加を招かない。
【００１７】
請求項２〜５に記載の高圧ポンプは、請求項１に記載の高圧ポンプにおいて、絞り部の構成が具現化される。
請求項２に記載の高圧ポンプでは、ニードルは、大径部より小径で大径部の上流側に連続する第二小径部を備え、大径部は、軸方向に所定の厚みを有するツバ部を構成する。
絞り部は、該ツバ部と筒部材との隙間に形成される。
【００１８】
上述したように、大径部の外周は、上流通路の範囲内で筒部材の内周と軸方向に重複する。この場合、絞り部を形成する所定の長さの範囲で重複すれば充分であることから、その上流側を第二小径部として細くすることにより、ニードルを軽量化できる。ニードルが軽量化することにより、油圧アシスト力および電磁吸引力によるニードルの作動性が向上するため、高速回転時の応答性がより向上する。
【００１９】
請求項３に記載の高圧ポンプでは、ツバ部は、下流側の面の径方向内側から外周面に向かい上流側に傾斜する面取り部を有する。
この構成により、燃料が下流側から上流側に戻る調量工程時には、燃料がツバ部の下流側から面取り部に沿って絞り部に流入するため、流れやすく、発生する負の差圧が小さくなる。したがって、ニードルに対して上流方向すなわち後退方向へ作用する力は比較的小さく、ニードルを前進限に安定して維持することができる。そのため、調量工程の終了時まで弁部材を開弁状態に安定して保持することができる。よって、ねらいどおりの調量が可能となり、高速回転時の応答性がさらに確実に向上する。
【００２０】
請求項４に記載の高圧ポンプでは、ツバ部は、上流側と下流側とを連通するオリフィスを有する。
絞り部がツバ部と筒部材との隙間に形成される場合、隙間の断面積にばらつきが生じやすく、所要流量を流すために必要な断面積を確保する寸法設定が比較的難しい。そこで、ツバ部を貫通する小径孔が適宜設けられことにより、必要断面積の確保が容易にできる。
【００２１】
請求項５に記載の高圧ポンプでは、ツバ部は、オリフィスの下流側開口に、開口側に広がるテーパ部を有する。
この構成により、燃料が下流側から上流側に戻る調量工程時には、燃料が下流側から面取り部に沿ってオリフィスに流入するため、流れやすく、発生する負の差圧が小さくなる。したがって、ニードルに対して上流方向すなわち後退方向へ作用する力は比較的小さく、ニードルを前進限に安定して維持することができる。よって、弁部材の開弁が保持され、ねらいどおりの調量が可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の高圧ポンプは、プランジャ、ハウジング、筒部材、シート部、弁部材、ニードル、可動プレート、ニードルスプリング、電磁アクチュエータ、弁スプリング、プレートスプリング、及び、絞り部を備え、ノーマルクローズ型の高圧ポンプを構成する。ここで、ニードル、可動プレート、及び、プレートスプリングの構成が請求項１に記載の高圧ポンプと異なる。
【００２３】
ニードルは、弁部材の上流側に配置され、第一小径部と第二小径部とを備える。第一小径部は、弁部材の上流側端面に当接可能である。第二小径部は、第一小径部より小径で、上流通路の範囲内で第一小径部の上流側に連続する。
可動プレートは、第二小径部の径方向外側に摺動可能に、かつ、第一小径部によって摺動を規制されるように配置される。
プレートスプリングは、ニードルスプリングより設定荷重が小さく、可動プレートを第一小径部側へ付勢する。
燃料が上流室から加圧室へ流れるとき、可動プレートは、プレートスプリングの付勢力によって第一小径部に当接する。また、燃料が加圧室から上流室へ流れるとき、可動プレートは、燃料の圧力によってプレートスプリングの付勢力に抗して上流室側へ摺動する。
【００２４】
この構成により、吸入工程では、可動プレートは、プレートスプリングの付勢力および燃料の圧力によってニードルの第一小径部を開弁方向へ押す。また、絞り効果により、可動プレートを前進方向に押す力が作用する。これにより、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードルは迅速に前進でき、弁部材を開弁状態に保持することができる。よって、高速回転時の応答性が向上する。
また、調量工程では、可動プレートは、燃料の圧力によってプレートスプリングの付勢力に抗して電磁アクチュエータ側へ摺動する。可動プレートが上流通路の範囲を越えて上流室内へ移動すると、上流室への流路面積が広がり、絞り効果が生じなくなる。これにより、ニードルを後退方向へ押し戻す力は比較的小さくなる。したがって、弁部材を開弁状態に安定して保持することができる。よって、ねらいどおりの調量が可能となり、高速回転時の応答性がさらに確実に向上する。
【００２５】
請求項７に記載の高圧ポンプは、請求項１に記載の高圧と同様、プランジャ、ハウジング、筒部材、シート部、弁部材、ニードル、ニードルスプリング、電磁アクチュエータ、及び、弁スプリングを備え、ノーマルクローズ型の高圧ポンプを構成する。
そして、大径部の下流側の面が弁部材の上流側端面との隙間にダンパ室を形成するように、弁部材の上流側端面と近接して設けられることを特徴とする。ダンパ室は、弁部材の高速開弁時に容積が急激に膨張することで減圧状態になる。
ここで、「近接して」とは、例えば隙間距離が０．１ｍｍ未満であることをいう。
【００２６】
ダンパ室が奏する「ダンパ効果」について説明する。
高速回転時の吸入工程では、プランジャが下降して加圧室が減圧されることにより、ニードルの前進よりも先に弁部材が開弁する。このとき、大径部の下流側の面と弁部材の上流側の面との隙間であるダンパ室の容積は急に膨張する。隙間距離が微小であるほど、すなわち、初期閉弁時のダンパ室の容積が小さいほど、容積の変化率は大きい。この容積変化は急激なので、燃料は膨張したダンパ室へ瞬時に流れ込むことができず、ダンパ室は減圧状態となる。それにより、ツバ部の前後に正の差圧が発生し、ニードルに対して前進方向への油圧力が作用する。よって、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードルは油圧アシスト力により迅速に前進でき、弁部材を開弁状態に保持することができる。
【００２７】
開弁後は、燃料が大径部の外周を軸方向に高速で流れる。このとき、ベルヌーイの定理に基づくベンチュリ効果により、高速流の近傍に位置するダンパ室の燃料は高速流に吸い出される。その結果、ダンパ室は減圧され、ニードルに対して前進方向への油圧力が作用するため、調量工程の終了時まで弁部材を開弁状態に安定して保持することができる。よって、ねらいどおりの調量が可能となり、高速回転時の応答性がさらに確実に向上する。
さらに、ダンパ効果の副次的効果として、ニードルが弁部材に衝突する際、ニードルが減速され弁部材への衝突力が緩和されるため、衝突による騒音を低減できるという効果がある。
【００２８】
なお、ダンパ効果と絞り効果とは両立可能である。しかし、ダンパ効果のみでニードルへの油圧アシスト力が充分得られる場合、絞り効果は少なくてもよい。すなわち、筒部材の内径に対して大径部の外径をわずかに小さく設定して絞り部を形成する必要はない。したがって、大径部の外径を比較的小さく設定して、所要流量を流すために必要な断面積を充分に確保することができる。
【００２９】
請求項８に記載の高圧ポンプでは、請求項７に記載の高圧ポンプにおいて、ニードルは、大径部より小径で大径部の上流側に連続する第二小径部を備え、大径部は、軸方向に所定の厚みを有するツバ部を構成する。
ダンパ効果を有する構成においても、大径部は上流側まで延びる必要はなく、その上流側を第二小径部として細くすることにより、ニードルを軽量化できる。ニードルが軽量化することにより、油圧アシスト力および電磁吸引力によるニードルの作動性が向上するため、高速回転時の応答性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁閉状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁開状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）：本発明の第１実施形態の高圧ポンプにおける吸入工程の燃料の流れを示す説明図である。（ｂ）：本発明の第１実施形態の高圧ポンプにおける調量工程の燃料の流れを示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態の高圧ポンプの高速回転時の特性図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例による高圧ポンプを示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの吸入弁閉状態を示す断面図である。
【図８】（ａ）：本発明の第２実施形態の高圧ポンプにおける吸入工程の燃料の流れを示す説明図である。            （ｂ）：本発明の第２実施形態の高圧ポンプにおける調量工程の燃料の流れを示す説明図である。
【図９】（ａ）：本発明の第３実施形態による高圧ポンプの吸入弁閉状態を示す断面図である。（ｂ）：（ａ）のＺ矢視図である。
【図１０】（ａ）：本発明の第３実施形態の高圧ポンプにおける吸入工程の燃料の流れを示す説明図である。（ｂ）：本発明の第３実施形態の高圧ポンプにおける調量工程の燃料の流れを示す説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による高圧ポンプの吸入弁閉状態を示す断面図である。
【図１２】（ａ）：本発明の第４実施形態による高圧ポンプの吸入弁開状態のうち吸入工程を示す断面図である。（ｂ）：本発明の第４実施形態による高圧ポンプの吸入弁開状態のうち調量工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態による高圧ポンプの吸入弁閉状態を示す断面図である。
【図１４】（ａ）：本発明の第５実施形態の高圧ポンプにおける開弁時のニードルの挙動を示す説明図である。（ｂ）：本発明の第５実施形態の高圧ポンプにおける開弁時のニードルの挙動を示す説明図である。
【図１５】（ａ）：本発明の第６実施形態による高圧ポンプの吸入弁閉状態を示す断面図である。（ｂ）：（ａ）の要部拡大図である。
【図１６】（ａ）：本発明の第６実施形態による高圧ポンプの吸入弁開状態を示す断面図である。（ｂ）：（ａ）の要部拡大図である。
【図１７】従来技術の高圧ポンプの高速回転時の特性図である。
【図１８】従来技術の高圧ポンプの吸入弁開状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
最初に、高圧ポンプ１０の構成について図１を参照して説明し、吸入弁部、電磁アクチュエータ部の詳細について図２を参照して説明する。
図１に示すように、高圧ポンプ１０は、プランジャ部８０、吐出弁部７０、吸入弁部２０、電磁アクチュエータ５０などを備える。
【００３２】
高圧ポンプ１０の外郭はハウジング１１にて構成される。ハウジング１１には、図１の上方向にカバー１２が取り付けられており、カバー１２とハウジング１１にて燃料室９０が形成されている。燃料室９０には、燃料の脈動を減衰するためのパルセーションダンパ１９が配置されている。
カバー１２の反対側には、プランジャ部８０が設けられている。プランジャ部８０と燃料室９０との中間付近に、燃料を加圧可能な加圧室９５が形成されている。
燃料室９０には、図示しない燃料タンクから燃料が供給される。燃料室９０に供給された燃料は、吸入弁部２０を経由し、加圧室９５を経由して、吐出弁部７０から図示しない燃料レールへ圧送される。
【００３３】
次に、プランジャ部８０、吐出弁部７０、吸入弁部２０、電磁アクチュエータ５０の構成について順に説明する。
プランジャ部８０は、プランジャ１３、プランジャシール部８２、スプリングシート８３、及び、プランジャスプリング８４などを備えている。
【００３４】
プランジャ１３は、ハウジング１１の内部に形成されたシリンダ１４に支持され、軸方向に往復移動する。プランジャ１３は、加圧室９５側ではシリンダ１４の内径に嵌合する外径を有する大径部１３１を備え、加圧室９５の反対側では大径部１３１よりも外径の小さな小径部１３２を備える。大径部１３１と小径部１３２とは一体となっている。
小径部１３２の周囲には、シリンダ１４の内径に囲まれる可変容積室１７が形成されている。可変容積室１７は、容積室通路１８を経由して燃料室９０と連通している。可変容積室１７は、加圧室９５の容積変化に伴い、その変化の一部を補償するように燃料室９０に燃料を供給し、または燃料室９０から燃料を供給される。
【００３５】
プランジャシール部８２は、シリンダ１４の端部に配置されている。具体的には、シール部材、オイルシールホルダ、オイルシールなどから構成され、プランジャ１３の周囲の燃料およびオイルがシールされる。
プランジャ１３の端部には、スプリングシート８３が配設されている。スプリングシート８３は、図示しないカムシャフトの回転により、図示しないタペットまたはローラリフタを介して軸方向に往復移動する。
【００３６】
プランジャスプリング８４は、一端がスプリングシート８３の上面に当接し、他端がハウジング１１に挿入されたオイルシールホルダの凹面に当接している。プランジャスプリング８４は、プランジャ１３の戻しバネとして機能し、スプリングシート８３をタペットに当接させるように付勢すると共に、タペットをカム面に当接させるように付勢する。
このようなプランジャ部８０の構成により、カムシャフトの回転に応じたプランジャ１３の往復移動が実現され、上記加圧室９５の容積変化が作り出される。
【００３７】
次に、吐出弁部７０は、ハウジング１１にて形成される円筒状の収容部７１を有している。この収容部７１にて形成される収容室７１１に、吐出弁７２、スプリング７３、及び、係止部７４が収容されている。また、収容室７１１の開口部分が、吐出口７５となっている。吐出口７５とは反対側の収容室７１１の深部には、弁座７１２が形成されている。
【００３８】
吐出弁７２は、スプリング７３の付勢力と燃料レール内の圧力による力とにより、弁座７１２に当接して閉弁する。これにより、吐出弁７２は、加圧室９５の燃料の圧力が低いときは、燃料の吐出を停止する。一方、加圧室９５の燃料の圧力による力がスプリング７３の付勢力と燃料レール内の圧力の和よりも大きいときは吐出弁７２が開弁し、燃料は、加圧室９５から吐出通路９６を経由して吐出口７５から吐出される。
【００３９】
次に、吸入弁部２０は、弁部材２１、弁スプリング２２、バルブアウタボディ２３、バルブインナボディ２４，板バネ２５、係止部材２６を備え、上流側の上流室９２から下流側の加圧室９５への通路を開閉する。
バルブアウタボディ２３は、中空の筒状で、ハウジング１１の上流室９２と加圧室９５との間に配置される。バルブアウタボディ２３は、加圧室９５側の端部が板バネ２５によって付勢され、上流室９２側の端部が係止部材２６に係止されて固定されている。
バルブアウタボディ２３の上流室９２寄りにはバルブ筒部２３２が設けられており、バルブ筒部２３２は、軸方向の厚み範囲内で径方向内側に上流通路９３を有する。バルブ筒部２３２は、特許請求の範囲に記載の「筒部材」を具現したものである。
バルブアウタボディ２３は、上流通路９３の下流側にバルブ室９４１を有する。バルブ筒部２３２の下流側には、バルブ室９４１に面して環状のシート部２３１が設けられる。
【００４０】
バルブインナボディ２４は、バルブアウタボディ２３の径方向内側にバルブアウタボディ２３と一体化して組み付けられる。バルブインナボディ２４は、バルブ室９４１と加圧室９５へつながる吸入通路９４とを連通する通路９４２を有する。
弁部材２１は、バルブインナボディ２４の外周部２４１に摺動可能に支持され、バルブ室９４１内に配置される。弁部材２１の上流側には受圧面２１１が形成され、受圧面２１１の径方向外側寄りの環状の部分は、シート部２３１に着座可能である。受圧面２１１は、特許請求の範囲に記載の「上流側端面」を具現したものである。
【００４１】
弁スプリング２２は、バルブインナボディ２４内に設けられたスプリング収容室２４２に配置される。弁スプリング２２は、弁部材２１をシート部２３１に着座させるように付勢する。
スプリング収容室２４２は、連通孔２４３にて通路９４２と連通しており、弁部材２１が摺動するとき、スプリング収容室２４２とバルブ室９４１とは同じ圧力に維持される。
【００４２】
弁部材２１の受圧面２１１の中央には、後述のニードル６１の端面６０２が当接可能となっている。ここで、弁部材２１をシート部２３１側へ付勢する弁スプリング２２の荷重は、ニードル６１を弁部材２１側へ付勢するニードルスプリング５６の荷重よりも大きい。これにより、後述する電磁アクチュエータ５０の非作動時には、弁部材２１はシート部２３１に着座し、閉弁状態となって、上流室９２と加圧室９５との通路が遮断される。すなわち、ノーマルクローズ型の高圧ポンプを構成する。
【００４３】
次に、電磁アクチュエータ５０は、コイル５１、第一ステータ５２、可動コア５３、第二ステータ５４、フランジ５５、ニードルスプリング５６、ニードル６１、ニードルストッパ５７１、スプール５８、及び、スペーサ５９を備えている。
コイル５１は、樹脂製のスプール５８に巻かれており、通電することにより磁界を発生する。
【００４４】
第一ステータ５２、第二ステータ５４、及び、第三ステータであるフランジ５５は磁性材料から形成されている。第三ステータであるフランジ５５は、ハウジング本体１１の筒部１５に取り付けられている。第一ステータ５２は、フランジ５５のハウジング１１と反対側でコイル５１の径方向内側に配置されている。フランジ５５と第一ステータ５２との間には、非磁性材料から形成されるスペーサ５９が介装されており、フランジ５５と第一ステータ５２との間の磁気の短絡を防止する。第二ステータ５４は、コイル５１の径方向外側を覆うように配置されており、フランジ５５と第一ステータ５２とを磁気的に接続している。
【００４５】
可動コア５３は、磁性材料から円筒状に形成されている。可動コア５３は、軸方向についてはフランジ５５と第一ステータ５２との間に、径方向については第一ステータ５２およびスペーサ５９の径方向内側に、軸方向に往復移動可能に収容されている。ここで、可動コア５３の軸方向の配置は、第一ステータ５２よりもフランジ５５に近く配置されているため、コイル５１に通電したとき、可動コア５３は第三ステータであるフランジ５５に吸引されて移動する。
可動コア５３は軸方向に貫通する連通孔５３１を有している。これにより、往復移動時、可動コア５３の軸方向の前後は同じ圧力に維持される。
【００４６】
ニードル６１は、可動コア５３と一体に組み付けられており、可動コア５３と共に軸方向に往復移動する。第一ステータ５２には、ニードル６１の一方の端部に対向して、ニードル６１の後退限を規制するニードルストッパ５７１が設けられている。ニードルストッパ５７１とニードル６１との間には、ニードルスプリング５６が設けられている。ニードルスプリング５６は、ニードル６１をフランジ５５側すなわち前進方向へ付勢している。
【００４７】
ニードル６１は、フランジ５５を貫通してハウジング１１の内部へ延びている。ニードル６１の他方の端部である端面６０２は、ニードルスプリング５６の付勢力によって弁部材２１の受圧面２１１に当接している。しかし、上述のようにニードルスプリング５６の荷重よりも弁スプリング２２の荷重が強いため、ニードルスプリング５６の付勢力によって弁部材２１は動かない。
また、コイル５１に通電したときは、可動コア５３がフランジ５５に吸引されるため、ニードル６１は、弁スプリング２２の付勢力に抗して弁部材２１を開弁させる方向に前進する。
【００４８】
次に、図２〜図４にもとづき、本発明の要部について説明する。
ニードル６１は、弁部材２１に当接可能な先端側に軸端部６０１を有し、電磁アクチュエータ５０側に軸部６０３を有する。軸端部６０１と軸部６０３とは、ほぼ同径である。軸端部６０１は、特許請求の範囲に記載の「第一小径部」を具現したものであり、軸部６０３は、特許請求の範囲に記載の「第二小径部」を具現したものである。
軸端部６０１と軸部６０３との間には、軸端部６０１および軸部６０３より大径のツバ部６１１が形成される。ツバ部６１１は、ニードル６１の前進時および後退時において、上流通路９３の範囲内に位置する。ツバ部６１１の外径φＤ１は、バルブ筒部２３２の内径φＤ０よりわずかに小さく設定されている。
ツバ部６１１の外周面６１２は軸に略平行であり、上流面６１３および下流面６１４は、いずれも軸に略直角である。上流面６１３と下流面６１４とは略平行である。
【００４９】
ツバ部６１１の外周面６１２とバルブ筒部２３２の内周との隙間には絞り流路９３１が形成される。絞り流路９３１の断面積は、上流室９２から加圧室９５への所要流量を確保するために必要な断面積以上となっている。絞り流路９３１は、特許請求の範囲に記載の「絞り部」を具現したものである。
また、ツバ部６１１と弁部材２１との間には中間室９３３が形成される。
【００５０】
（作動）
次に、高圧ポンプ１０の作動について説明する。高圧ポンプ１０は、カムシャフトの回
転に連動してプランジャ１３が上昇または下降し、吸入工程、調量工程、及び、加圧工程のサイクルを繰り返すことで作動する。
【００５１】
（１）吸入工程
プランジャ１３が上昇限から下降し、加圧室９５内が減圧される。弁部材２１が弁スプリング２２の付勢力に抗してシート部２３１から離座し、燃料が燃料室９０から導入通路９１、上流室９２を経由して加圧室９５へ流入する。また、プランジャ１３の下降に伴って可変容積室１７の容積が減少し、可変容積室１７の燃料が容積通路１８を通って燃料室９０へ供給される。
【００５２】
また、電磁アクチュエータ５０の通電指令がＯＮされ、ニードル６１が前進する。このとき、高速回転時には、電磁吸引力が最大値に達するまでの時間が工程サイクルに対して相対的に長くかかる。したがって、吸入工程の初期には、ニードル６１を前進させるために充分な電磁吸引力が得られない。
【００５３】
ここで、図４（ａ）を参照し、上流通路９３での燃料の流れを説明する。
吸入工程では、図４（ａ）に破線で示すように、燃料は上流室９２からバルブ室９４１へ流れる。燃料がツバ部６１１の上流室９２側から絞り流路９３１へ流入するとき、断面積が急に減少するため、ツバ部６１１の下流側の中間室９３３の油圧Ｐｍは、上流室９２の油圧Ｐｕよりも低くなる。よって、油圧Ｐｕと油圧Ｐｍとの正の差圧ΔＰｕｍが発生する。これにより、ニードル６１を前進方向へ押す油圧アシスト力が生じる。
【００５４】
この「絞り効果」により、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードル６１は迅速に前進でき、かつ、前進後は前進限に安定して保持される。
また、燃料の流れは、弁部材２１とシート部２３１との隙間のシート部流路９３２でも絞られ、中間室９３３の油圧Ｐｍとバルブ室９４１の油圧Ｐｖとの正の差圧ΔＰｍｖが発生する。したがって、油圧は弁部材２１を開弁させる方向に作用する。
よって、ニードル６１への油圧の作用と弁部材２１自体への油圧の作用を合わせて、弁部材２１は開弁状態すなわち「フルリフト位置」に安定して保持される。
【００５５】
（２）調量工程
プランジャ１３が下降限から上昇に転じ、加圧室９５の燃料が上流室９２、導入通路９１を経由して燃料室９０へ戻される。また、燃料室９０の燃料の一部が容積通路１８を通って可変容積室１７へ戻される。
図４（ｂ）に破線で示すように、燃料はバルブ室９４１から上流室９２へ流れる。燃料の一部はバルブ室９４１から直接上流室９２へ流れ、他の一部は一旦中間室９３３へ流れてから絞り流路９３１へ流入する。
このとき、バルブ室９４１の油圧Ｐｖが相対的に高く、上流室９２の油圧Ｐｕが相対的に低くなる。また、中間室９３３の油圧Ｐｍはその中間となる。したがって、吸入工程に得られた差圧の効果は減少する。
一方、この段階では電磁吸引力が比較的大きくなり、ニードル６１は電磁吸引力によって前進限に保持され、弁部材２１は開弁状態を維持する。
【００５６】
（３）加圧工程
プランジャ１３の上昇途中に、電磁アクチュエータ５０の通電指令がＯＦＦとなり、電磁吸引力がなくなる。すると、弁スプリング２２の付勢力、及び、加圧室９５から戻される燃料の圧力が弁部材２１に対して閉弁方向に作用し、弁部材２１と共にニードル６１が後退する。
弁部材２１が閉弁すると、加圧室９５内の燃料は上流室９２へ戻ることができなくなり、さらに加圧される。加圧室９５の圧力が所定の圧力を越えると吐出弁部７０のスプリング７３の付勢力に抗して吐出弁７２が開弁し、燃料は吐出通路９６を経由して吐出口７５へ吐出される。
【００５７】
（効果）
図５、図１７を参照し、本発明の実施形態と従来技術との高速回転時の特性を比較する。
図５の（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態の高速回転時の特性を示す。図５の時刻ｔａでプランジャが上昇限から下降し始め、吸入工程が開始される。少し遅れて時刻ｔ１で通電指令がＯＮとなって電流が流れ始め、最大値に向かって徐々に増加する。電流の増加に伴い電磁吸引力も増加する。
加圧室９５が減圧されることにより、弁部材２１は、ニードル６１よりも先に時刻ｔ２にフルリフト状態となる。この段階で電磁吸引力は最大値に対してかなり小さい。しかし、ニードル６１は、上述の絞り効果によって作動をアシストされて前進する。そのため、弁部材２１に少し遅れて時刻ｔ３に前進限まで到達し、弁部材２１に当接する。このとき、電磁アクチュエータ５０の負荷が急になくなるため、電流が一時的に下がる。その後、弁部材２１およびニードル６１はフルリフト位置に保持される。
【００５８】
時刻ｔｂにて、プランジャが下降限に達し、吸入工程から調量工程に移行する。また、時刻ｔ４にて電流および電磁吸引力が最大値に達し、ニードル６１を前進方向へ押す力が充分となる。
時刻ｔｃにて通電指令がＯＦＦとなり、電流および電磁吸引力が０となってニードル６１が後退し始める。ｔ５でニードル６１が後退位置まで戻ったとき、ニードルスプリング５６が衝撃を吸収して振動し、その後、停止する。
【００５９】
図５の（ｄ）’は、比較のための低速回転時の特性である。低速回転時には吸入工程でのプランジャ１３の下降速度が遅く、上流室９２から加圧室９５へ流れる燃料の流速が遅い。そのため、弁部材２１はゆっくり開弁し、ニードル６１は弁部材２１の開弁に追従して、同時に前進する。
【００６０】
図１７の（ａ）〜（ｆ）は、特許文献１の従来技術を基にノーマルクローズ型を構成した場合の高速回転時の特性を示す。従来技術では、図１７の時刻ｔａから時刻ｔ２までは本発明と同様である。この段階で電磁吸引力は最大値に対してかなり小さく、絞り効果によるアシストがないため、ニードルの前進がかなり遅れる。その結果、時刻ｔｂになってもニードルは前進限に到達しない。
時刻ｔｂにて、プランジャが下降限に達し、吸入工程から調量工程に移行すると、加圧室側の圧力が高くなり弁部材は閉弁し始める。すると、時刻ｔ３で、前進途中のニードルが閉弁途中の弁部材に当接し、弁部材に押し戻されて、時刻ｔ５で後退限まで後退する。
【００６１】
このとき、通電指令がＯＦＦとなる時刻ｔ５以前に弁部材が閉弁する。閉弁以後は、上流室へ戻される予定の燃料が、意図に反して吐出口へ吐出される。すなわち、ねらいどおりの調量が行われず、調量工程から加圧工程への切換タイミングが実質的に早くなる。その結果、過剰な燃料（図１７（ｆ）の斜線部）が吐出されることになる。
【００６２】
このように、従来技術に対して本発明では、高速回転時においても通電指令がＯＦＦとなる調量工程の終了時点まで、開弁状態を確実に維持することができる。したがって、ねらいどおりの調量ができ、過剰な燃料が吐出口７５から吐出することによる異常高圧を防止することができる。
さらに、別の従来技術のように、ニードルと弁部材とを一体構造として製作することがないので、製造コストの増加を招かない。
【００６３】
（第１実施形態の変形例）
本発明の第１実施形態の変形例を図６に基づいて説明する。この変形例では、ニードル６７の大径部６７１は電磁アクチュエータ５０側まで延びていて、ツバ部を形成しない。この変形例でも、大径部６７１の外径φＤ７は、バルブ筒部２３２の内径φＤ０に対してわずかに小さく設定され、大径部６７１の外周面６７２とバルブ筒部２３２との間に絞り流路９３１が形成される。
【００６４】
上流通路９３の範囲外では、大径部６７１が延びていても、あるいは大径部６７１が小径の軸部に連続していても、絞り流路の形成には関係ない。そこで、必要のない部分を削ってツバ部を形成すればニードルを軽量化でき、ニードルの作動性が向上するという効果がある。一方、大径部のまま残せば加工工数を削減でき、製造コストが低減できる。
【００６５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７、図８に基づいて説明する。第２実施形態は、ニードル６２を除く構成については第１実施形態と同様である。
ニードル６２は、弁部材２１に当接可能な先端側に軸端部６０１を有し、電磁アクチュエータ５０側に軸部６０３を有する。軸端部６０１と軸部６０３とは、ほぼ同径である。
軸端部６０１と軸部６０３との間には、軸端部６０１および軸部６０３より大径のツバ部６２１が形成される。ツバ部６２１は、ニードル６２の前進時および後退時において、上流通路９３の範囲内に位置する。ツバ部６２１の外径φＤ２は、バルブ筒部２３２の内径φＤ０よりわずかに小さく設定されている。
ツバ部６２１の外周面６２２は軸に略平行であり、上流面６２３および下流面６２４は、いずれも軸に略直角である。上流面６２３と下流面６２４とは略平行である。
【００６６】
外周面６２２と上流面６２３との角は面取りされていない。それに対し、外周面６２２と下流面６２４との角には、下流面６２４の径方向内側から径方向外側に向かって、約２０〜３０°の角度で上流面６２３側に傾斜する面取り部６２６が形成されている。外周面６２２と面取り部６２６との角は角丸めされている。下流面６２４は、特許請求の範囲に記載の「下流側の面」を具現したものである。
【００６７】
ツバ部６２１の外周面６２２とバルブ筒部２３２の内周との隙間には絞り流路９３１が形成される。絞り流路９３１の断面積は、上流室９２から加圧室９５への流量を確保するために必要な断面積以上となっている。
また、ツバ部６２１と弁部材２１との間には中間室９３３が形成される。
【００６８】
吸入工程では、図８（ａ）に破線で示すように、燃料は上流室９２からバルブ室９４１へ流れる。燃料が、ツバ部６２１の上流室９２側から絞り流路９３１へ流入するとき、断面積が急に減少する。また、上流面６２３側には面取り部がなく、燃料が上流面６２３に衝突して渦流が発生しやすい。そのため、上流室９２と中間室９３３との間に発生する正の差圧ΔＰｕｍは比較的大きなものとなる。これにより、ニードル６２を前進方向へ押す油圧アシスト力が生じる。
【００６９】
この「絞り効果」により、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードル６２は迅速に前進でき、かつ、前進後は前進限に安定して保持される。
また、燃料の流れは、弁部材２１とシート部２３１との隙間のシート部流路９３２でも絞られ、中間室９３３の油圧Ｐｍとバルブ室９４１の油圧Ｐｖとの正の差圧ΔＰｍｖが発生する。したがって、油圧は弁部材２１を開弁させる方向に作用する。
よって、ニードル６２への油圧の作用と弁部材２１自体への油圧の作用を合わせて、弁部材２１は開弁状態すなわち「フルリフト位置」に安定して保持される。
【００７０】
調量工程では、図８（ｂ）に破線で示すように、燃料はバルブ室９４１から上流室９２へ流れる。燃料の一部はバルブ室９４１から直接絞り流路９３１へ流入し、他の一部は一旦中間室９３３へ流れてから絞り流路９３１へ流入する。燃料が中間室９３３から絞り流路９３１へ流入するとき、面取り部６２６に沿って流れ、断面積が徐々に減少するため、流れやすい。
このとき、中間室９３３と上流室９２との間に発生する負の差圧ΔＰｍｕは、正の差圧ΔＰｕｍに対して比較的小さくなる。すなわち、調量工程では、絞り効果を抑制することができる。これにより、ニードル６２を後退方向へ押し戻す力は比較的小さくなる。したがって、弁部材２１をフルリフト位置に安定して保持することができる点で第１実施形態に比べて有利である。
【００７１】
第２実施形態の作用について「流量係数Ｃ」による説明を補足する。
絞り流路９３１流路の断面積が同じでも、流入する部分の形状によって流れやすい場合と流れにくい場合とがあり、流れやすい場合は流量係数Ｃが大きくなり、流れにくい場合は流量係数Ｃが小さくなる。また、流路断面積および流量が一定の場合、流量係数Ｃと差圧ΔＰの平方根とは反比例する。したがって、流量係数Ｃが大きいとき差圧ΔＰは小さくなり、流量係数Ｃが小さいとき差圧ΔＰは大きくなる。
【００７２】
上記の例では、吸入工程では絞り流路９３１へ流入しにくく、流量係数Ｃが小さいため差圧ΔＰは大きくなって絞り効果が大きくなる。一方、調量工程では絞り流路９３１へ流入しやすく、流量係数Ｃが大きいため差圧ΔＰは小さくなって絞り効果が小さくなる。
このように、第２実施形態では下流面６２４側に面取り部６２６を設けることにより、燃料の流れ方向によって絞り効果に差を生じさせることができる。
【００７３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図９、図１０に基づいて説明する。第３実施形態は、ニードル６３を除く構成については第１、第２実施形態と同様である。
ニードル６３は、弁部材２１に当接可能な先端側に軸端部６０１を有し、電磁アクチュエータ５０側に軸部６０３を有する。軸端部６０１と軸部６０３とは、ほぼ同径である。
軸端部６０１と軸部６０３との間には、軸端部６０１および軸部６０３より大径のツバ部６３１が形成される。ツバ部６３１は、ニードル６３の前進時および後退時において、上流通路９３の範囲内に位置する。ツバ部６３１の外径φＤ３は、バルブ筒部２３２の内径φＤ０よりわずかに小さく設定されている。
ツバ部６３１の外周面６３２は軸に略平行であり、上流面６３３および下流面６３４は、いずれも軸に略直角である。上流面６３３と下流面６３４とは略平行である。外周面６３２と上流面６３３との角、及び、外周面６３２と下流面６３４との角は、いずれも面取りされていない。
【００７４】
ツバ部６３１には、周方向を４等分する位置に４箇所のオリフィス６３５が穿通されている。オリフィス６３５は小径孔である。オリフィス６３５の上流面６３３側の口元は面取りされていない。一方、オリフィス６３５の下流面６３４側の口元には約４５°のテーパ部６３６が形成されている。下流面６３４は、特許請求の範囲に記載の「下流側の面」を具現したものである。
【００７５】
第３実施形態では、ツバ部６３１の外周面６３２とバルブ筒部２３２の内周との隙間だけでなく、４箇所のオリフィス６３５によって絞り流路９３１が形成される。
また、ツバ部６２１と弁部材２１との間には中間室９３３が形成される。
【００７６】
ここで、オリフィス６３５を通過する燃料について説明する。
吸入工程では、図１０（ａ）に破線で示すように、燃料は上流室９２から中間室９３３を経由してバルブ室９４１へ流れる。燃料が、ツバ部６３１の上流室９２側からオリフィス６３５へ流入するとき、断面積が急に減少する。また、オリフィス６３５の上流面６３３側には面取り部がなく、燃料が上流面６３３に衝突して渦流が発生しやすい。そのため、上流室９２と中間室９３３との間に発生する正の差圧ΔＰｕｍは比較的大きなものとなる。これにより、ニードル６３を前進方向へ押す油圧アシスト力が生じる。
【００７７】
この「絞り効果」により、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードル６３は迅速に前進でき、かつ、前進後は前進限に安定して保持される。
また、燃料の流れは、弁部材２１とシート部２３１との隙間のシート部流路９３２でも絞られ、中間室９３３の油圧Ｐｍとバルブ室９４１の油圧Ｐｖとの正の差圧ΔＰｍｖが発生する。したがって、油圧は弁部材２１を開弁させる方向に作用する。
よって、ニードル６３への油圧の作用と弁部材２１自体への油圧の作用を合わせて、弁部材２１は開弁状態すなわち「フルリフト位置」に安定して保持される。
【００７８】
調量工程では、図１０（ｂ）に破線で示すように、燃料はバルブ室９４１から中間室９３３を通ってオリフィス６３５へ流入する。燃料が中間室９３３からオリフィス６３５へ流入するとき、テーパ部６３６に沿って流れ、断面積が徐々に減少するため、流れやすい。
このとき、中間室９３３と上流室９２との間に発生する負の差圧ΔＰｍｕは、正の差圧ΔＰｕｍに対して比較的小さくなる。すなわち、調量工程では、絞り効果を抑制することができる。これにより、ニードル６２を後退方向へ押し戻す力は比較的小さくなる。したがって、第２実施形態と同様に、弁部材２１をフルリフト位置に安定して保持することができる。
【００７９】
さらに、絞り流路がツバ部と筒部材との隙間に形成される場合、隙間の断面積にばらつきが生じやすく、所要流量を流すために必要な断面積を確保する寸法設定が比較的難しい。そこで、第３実施形態では、ツバ部６３１を貫通するオリフィス６３５を設けることにより、必要断面積の確保が容易にできる。
【００８０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１１、図１２に基づいて説明する。第４実施形態は、ニードル６４、可動プレート６８、及び、プレートスプリング６４７を除く構成については第１〜第３実施形態と同様である。
第４実施形態では、ニードル６４の軸部６０３の径方向外側に、環状の可動プレート６８が摺動可能に備えられる。ニードル６４の先端部には、軸部６０３よりも大径で可動プレート６８よりも小径の規制部６４１が設けられる。規制部６４１は、可動プレート６８の前進限を規制する。
【００８１】
可動プレート６８は環状の平板状であり、ニードル６４の前進時および後退時において、上流通路９３の範囲内に位置する。可動プレート６８の外径φＤ４は、バルブ筒部２３２の内径φＤ０よりわずかに小さく設定されている。
ニードル６４の軸部６０３に挿着された状態で、可動プレート６８の外周面６８２は軸に略平行であり、上流面６８３および下流面６８４は、いずれも軸に略直角である。上流面６８３と下流面６８４とは略平行である。
第４実施形態では、規制部６４１は特許請求の範囲に記載の「第一小径部」を具現したものである。
【００８２】
可動プレート６８の上流面６８３とフランジ５５との間にプレートスプリング６４７が設置される。プレートスプリング６４７は、可動プレート６８をニードル６４の先端方向に付勢する。これにより、可動プレート６８の下流面６８４がニードル６４の規制部６４１に当接する。このとき、図１１および図１２（ａ）に示すように、ニードル６４の後退時および前進時において、可動プレート６８は、上流通路９３の範囲内に位置する。
なお、プレートスプリング６４７の荷重は、ニードルスプリング５６の荷重、及び、弁スプリング２２の荷重に比べて充分に弱い。したがって、プレートスプリング６４７の荷重は、ニードル６４自体の作動、及び、弁部材２１の開閉に影響を及ぼさない。
【００８３】
可動プレート６８の外周面６８２とバルブ筒部２３２の内周との隙間には絞り流路９３１が形成される。絞り流路９３１の断面積は、上流室９２から加圧室９５への流量を確保するために必要な断面積以上となっている。
また、可動プレート６８と弁部材２１との間には中間室９３３が形成される。
【００８４】
吸入工程では、図１２（ａ）に破線で示すように、燃料は上流室９２からバルブ室９４１へ流れる。このとき、可動プレート６８の上流面６８３が受圧面となり、可動プレート６８はニードル６４の規制部６４１を前進方向へ押す。また、第１〜第３実施形態と同様の絞り効果により、可動プレート５８を前進方向に押す力が作用する。
【００８５】
これにより、高速回転時に電磁吸引力が充分に得られない場合であっても、ニードル６４は迅速に前進でき、かつ、前進後は前進限に安定して保持される。
また、第１〜第３実施形態と同様、シート部流路９３２での絞り効果により、油圧は弁部材２１に対して開弁側に作用する。
よって、ニードル６４への油圧の作用と弁部材２１自体への油圧の作用を合わせて、弁部材２１は開弁状態すなわち「フルリフト位置」に安定して保持される。
【００８６】
調量工程では、図１２（ｂ）に破線で示すように、燃料はバルブ室９４１から上流室９２へ流れる。このとき、可動プレート６８の下流面６８４が受圧面となり、可動プレート６８はプレートスプリング６４７の付勢力に抗してフランジ５５側へ摺動し、上流通路９３の範囲を越えて上流室９２内へ移動する。
すると、バルブ室９４１から上流室９２への流路面積が広がり、可動プレート６８の上流面６８３と下流面６８４との間には負の差圧が生じない。
これにより、ニードル６４を後退方向へ押し戻す力は比較的小さくなる。したがって、弁部材２１をフルリフト位置に安定して保持することができる。
【００８７】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１３、図１４に基づいて説明する。第５実施形態は、ニードル６５を除く構成については第１〜第４実施形態と同様である。
第５実施形態のニードル６５は、ツバ部６５１の下流面６５４とニードル６５の端面６０２との隙間距離Ｈ０が、例えば０．１ｍｍ以下の微小距離に設定される。
また、ツバ部６５１と弁部材２１との間の微小幅の空間を、第１〜第４実施形態の「中間室９３３」と区別して、「ダンパ室９３４」という。「ダンパ室９３４」は後述の「ダンパ効果」を奏する構成である。
【００８８】
第５実施形態の作用について説明する。
吸入工程の初期段階で、プランジャ１３が下降することにより加圧室９５が減圧するため、弁部材２１の上流室９２側とバルブ室９４１側との間に正の差圧が生じる。一方、高速回転では電磁アクチュエータ５０の電磁吸引力の立ち上がりが遅れるため、図１４（ａ）に示すように、弁部材２１は、ニードル６５の作動よりも先に開弁する。
【００８９】
このとき、閉弁時の隙間距離Ｈ０は、開弁時の隙間距離Ｈへ急激に変化し、ダンパ室９３４の容積は急激に膨張する。隙間距離Ｈに対し隙間距離Ｈ０が微小であるほど、容積の変化率は大きい。この容積変化は急激なので、燃料が膨張したダンパ室９３４へ瞬時に流れ込むことができず、ダンパ室９３４は減圧状態となる。したがって、ツバ部６５１の上流側と下流側とに差圧が生じ、ニードル６５に対し前進方向（図１４（ａ）の左方向）に油圧力が作用する。よって、電磁吸引力が充分に得られない段階でも、ニードル６５は通電指令に応答して前進することができる。
【００９０】
また、開弁後の吸入工程では、図１４（ｂ）に破線矢印で示すように、燃料が上流室９２からバルブ室９４１へ高速で流れるため、ベルヌーイの定理に基づくベンチュリ効果により、ダンパ室９３４の燃料が高速流の方へ吸い出される。さらにまた、調量工程では、図１４（ｂ）の破線矢印と逆方向に燃料が高速で流れ、吸入工程と同様にベンチュリ効果により、ダンパ室９３４の燃料が高速流の方へ吸い出される。その結果、ダンパ室９３４は減圧され、ニードル６５に対して前進方向への油圧力が作用するため、電磁吸引力が充分に得られない段階でも、弁部材２１を開弁位置に安定して保持することができる。よって、ねらいどおりの調量が可能となる。
以上のように、第５実施形態では、「ダンパ効果」によって高速回転時の応答性が向上する。
【００９１】
さらに、ダンパ効果の副次的効果として、ニードル６５が弁部材２１に衝突する際、ニードル６５が減速され弁部材２１への衝突力が緩和されるため、衝突による騒音を低減できるという効果がある。
【００９２】
なお、ダンパ効果と絞り効果とは両立可能である。しかし、ダンパ効果のみでニードル６５への油圧アシスト力が充分得られる場合は、絞り効果は少なくてもよい。すなわち、バルブ筒部２３２の内径φＤ０に対してツバ部６５１の外径φＤ５をわずかに小さく設定して絞り流路を形成する必要がない。したがって、ツバ部６５１の外径φＤ５を比較的小さく設定して、所要流量を流すために必要な断面積を充分に確保することができる。
【００９３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図１５、図１６に基づいて説明する。第６実施形態は、ニードル６６を除く構成については第１〜第５実施形態とほぼ同様である。
第６実施形態のニードル６６は、大径部６６１が電磁アクチュエータ５０側まで延びている点で第１実施形態の変形例と類似している。また、大径部６６１の下流面６６４とニードル６６の先端との隙間距離Ｈ０が、例えば０．１ｍｍ以下の微小距離に設定される点で第５実施形態と類似している。
ニードル６６の先端には、球面部６６８が設けられており、図１５に示すように、閉弁時には球面部６６８の頂点が弁部材２１の受圧面２１１に当接する。
【００９４】
第６実施形態の作用および効果は、概ね第５実施形態と同様であり、ダンパ効果によってニードル６６に対して前進方向への油圧アシスト力が発生する。これにより高速回転時の応答性が向上する。さらに、ニードル６５が弁部材２１に衝突する際の騒音を低減できる。加えて、ダンパ効果のみで油圧アシスト力が充分得られる場合は、大径部６６１の外周面６６２とバルブ筒部２３２との間に絞り流路を形成する必要がない。したがって、大径部の外径φＤ６を比較的小さく設定して、所要流量を流すために必要な断面積を充分に確保することができる。
【００９５】
なお、第１〜第５実施形態と比較するとニードル６６が重く、軸が振れやすい。先端が第１〜第５実施形態の端面６０２のように軸と直角な平面で形成される場合、軸が振れると、端面６０２の角が弁部材２１の受圧面２１１に片当たりし、弁部材２１の開弁作動に傾きを生じたり、受圧面２１１を損傷したりするおそれがある。
そこで、第６実施形態では、先端に球面部６６８を設けることにより、軸が振れて弁部材２１の受圧面２１１に当接しても悪影響を及ぼすことがない。
【００９６】
以上、本発明はこのような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、種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１０：高圧ポンプ、１１：ハウジング、１３：プランジャ、１４：シリンダ、
２０：吸入弁部、２１：弁部材、２１１：受圧面（上流側端面）、２２：弁スプリング、
２３：バルブアウタボディ、２３１：シート部、２３２：バルブ筒部（筒部材）、
２４：バルブインナボディ、
５０：電磁アクチュエータ、５１：コイル、５２：第一ステータ、５３：可動コア、
５４：第二ステータ、５５：フランジ（第三ステータ）、５６：ニードルスプリング、
５７１：ニードルストッパ、
６０１：軸端部（第一小径部）、６０２：端面、６０３：軸部（第二小径部）、
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７：ニードル、
６１１、６２１、６３１、６５１：ツバ部（大径部）、
６１２、６２２、６３２、６５２、６６２、６７２、６８２：外周面、
６１３、６２３、６３３、６５３、６８３：上流面、
６１４、６２４、６３４、６５４、６６４、６８４：下流面（下流側の面）、
６２６、面取り部、６３５：オリフィス、６３６：テーパ部、
６４１：規制部、６４７：プレートスプリング、６８：可動プレート、
６６１、６７１：大径部、６６８：球面部、
７０：吐出弁部、７２：吐出弁、７５：吐出口、８０：プランジャ部、
９０：燃料室、９１：導入通路、９２：上流室、９３：上流通路、
９３１：絞り流路（絞り部）、９３２：シート部流路、９３３：中間室、９３４：ダンパ室、９４１：バルブ室、９４２：通路、９４：吸入通路、９５：加圧室、９６：吐出通路
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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