(57)【要約】【課題】動作の際に衝撃音が発生しない調量弁装置を用いた高圧ポンプを提供する。【解決手段】高圧ポンプ１０は、燃料吸入部２０、プランジャ部３０、及び調量弁装置４０等を備える。調量弁装置４０は、ロータリバルブ４１、ステップモータ４２等を備える。ロータリバルブ４１は、円柱形状をなし、ポンプボディ１１の筒状の収容部１１２に回転動可能に収容され、第１端面４１１及び側面４１３の一部を半円柱形状に切り取った切り欠き部４１４を有している。ロータリバルブ４１は、回転に伴い、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と第２吸入通路２２との間を連通させる開状態となったり、遮断する閉状態となったりする。このようなロータリバルブ４１の開閉動作により、高圧ポンプ１０は衝撃音を発生させずに調量、吐出、吸入の各行程を繰り返すことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧室（１２）を有するポンプボディ（１１）と、
前記ポンプボディに形成されており、燃料供給部に接続している第１吸入通路（２１）及び前記加圧室に接続している第２吸入通路（２２、２３）を有しており、前記加圧室に前記燃料供給部（６０）から燃料を供給する燃料吸入部（２０）と、
前記吸入通路の途中に設けられる調量弁装置（４０）と、
前記ポンプボディに形成されたシリンダ内に往復移動可能に収容され、前記加圧室内の燃料を圧縮するプランジャ（３１）と、
前記加圧室内の圧縮された燃料を吐出する燃料吐出通路（５１）と、前記吐出通路に設置される燃料吐出逆止弁（５２）と、を有する燃料吐出部（５０）と、
を備え、
前記調量弁装置は、
前記ポンプボディに形成された収容穴に回転摺動可能に収容され、前記第１吸入通路と前記第２吸入通路との間の燃料通路となる切り欠き部（４１４、４８４、５４、５９）が形成されているロータリバルブ（４１、４８、５３、５７、５８）と、
前記ロータリバルブに連結し、前記ロータリバルブを回転駆動するステッピングモータ（４２）と、
を有し、
前記ステッピングモータは、
前記ロータリバルブを所定の角度に回転して、前記切り欠き部を介して前記第１吸入通路と前記第２吸入通路とが連通する開状態とし、
前記ロータリバルブを前記所定の角度と異なる角度に回転して、前記第１吸入通路と前記第２吸入通路との連通が遮断される閉状態とするように、前記ロータリバルブの開閉動作を行うこと
を特徴とする高圧ポンプ（１０）。
【請求項２】
前記ロータリバルブ（４１）は、円柱形状をなし、
前記切り欠き部（４１４）は、前記ロータリバルブの一端面（４１１）及び側面（４１３）の一部を半円柱形状に切り取った形状をなし、
前記ロータリバルブの開状態で、前記ロータリバルブの一端面側の前記切り欠き部が前記第１吸入通路（２１）に連通し、且つ前記ロータリバルブの側面側の前記切り欠き部が前記第２吸入通路（２２）に連通し、
前記ロータリバルブの閉状態で、前記ロータリバルブの一端面が前記第１吸入通路の端部に当接し、又は前記ロータリバルブの側面が前記第２吸入通路の端部に当接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】
前記ロータリバルブ（４８）は、円柱形状をなし、
前記切り欠き部（４８４）は、前記ロータリバルブの一端面（４８１）に第１開口部（４８５）を有し前記ロータリバルブの側面（４８３）に第２開口部（４８６）を有する貫通孔形状をなし、
前記ロータリバルブの開状態で、前記ロータリバルブの前記切り欠き部の前記第１開口部が前記第１吸入通路（２１）に連通し、且つ前記ロータリバルブの前記切り欠き部の前記第２開口部が前記第２吸入通路（２２）に連通し、
前記ロータリバルブの閉状態で、前記ロータリバルブの一端面が前記第１吸入通路の端部に当接し、又は前記ロータリバルブの側面が前記第２吸入通路の端部に当接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４】
前記ロータリバルブ（４１）は、円柱形状をなし、
前記切り欠き部（４１４）は、前記ロータリバルブの一端面（４１１）及び側面（４１３）の一部を半円柱形状に切り取った形状をなし、
前記ロータリバルブの一端面と前記第１吸入通路（２１）の端部との間に、前記ロータリバルブの一端面側の前記切り欠き部と前記第１吸入通路とを連通する燃料溜まりが設けられ、
前記ロータリバルブの開状態で、前記ロータリバルブの側面側の前記切り欠き部が前記第２吸入通路（２２）に連通し、
前記ロータリバルブの閉状態で、前記ロータリバルブの側面が前記第２吸入通路の端部に当接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５】
前記ロータリバルブ（４８）は、円柱形状をなし、
前記切り欠き部（４８４）は、前記ロータリバルブの一端面（４８１）に第１開口部（４８５）を有し前記ロータリバルブの側面（４８３）に第２開口部（４８６）を有する貫通孔形状をなし、
前記ロータリバルブの一端面と前記第１吸入通路（２１）の端部との間に、前記ロータリバルブの前記切り欠き部の前記第１開口部と前記第１吸入通路とを連通する燃料溜まり（４９）が設けられ、
前記ロータリバルブの開状態で、前記ロータリバルブの前記切り欠き部の前記第２開口部が前記第２吸入通路（２２）に連通し、
前記ロータリバルブの閉状態で、前記ロータリバルブの側面が前記第２吸入通路の端部に当接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６】
前記ロータリバルブ（５３、５７、５８）は、円柱形状をなし、
前記切り欠き部（５４、５９）は、前記ロータリバルブの両端面よりも内側に形成されてい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７】
前記切り欠き部は、
前記ロータリバルブの回転軸線（ｃ）周りに側面を環状に切り取っており、前記開状態及び前記閉状態で、前記第１吸入通路及び前記第２吸入通路のいずれか一方に連通している環状切り欠き部（５４１、５９１）と、
前記環状切り欠き部に開口する第１開口部（５４４、５９４）、及び、前記ロータリバルブの側面に開口する第２開口部（５４５、５９５）を有している少なくとも１つの側溝切り欠き部（５４２、５９２）と、を含んでおり、
前記ロータリバルブの開状態で、少なくとも１つの前記側溝切り欠き部の前記第２開口部は、前記第１吸入通路及び前記第２吸入通路のいずれか他方に連通し、
前記ロータリバルブの閉状態で、前記側溝切り欠き部の前記第２開口部は、前記ポンプボディの前記収容穴を成す壁面に覆われることを特徴とする請求項６に記載の高圧ポンプ。
【請求項８】
前記側溝切り欠き部は複数であって、前記ロータリバルブの回転軸線を中心に挟んで配置されており、
前記切り欠き部は、前記ロータリバルブを径方向に貫通して前記複数の側溝切り欠き部を互いに連通させる側溝連通孔（５４３、５９３）をさらに含んでいることを特徴とする請求項７に記載の高圧ポンプ。
【請求項９】
前記ロータリバルブには、
前記ロータリバルブの回転軸線を中心に挟んで配置され、前記ロータリバルブの側面に開口している複数の凹部（５５）と、
前記ロータリバルブを径方向に貫通して前記複数の凹部を互いに連通させる凹部連通孔（５６）と、がさらに形成されており、
前記ロータリバルブの開状態で、前記凹部は前記ポンプボディの前記収容穴を成す壁面に覆われ、
前記ロータリバルブの閉状態で、前記凹部は前記第２吸入通路に連通することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１０】
前記環状切り欠き部（５９１）は、前記開状態及び前記閉状態のいずれの場合にも前記第２吸入通路に連通しており、
少なくとも１つの前記側溝切り欠き部（５９２）の前記第２開口部は、前記ロータリバルブの開状態で、前記第１吸入通路に連通することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１１】
前記燃料吸入部は、複数の前記第２吸入通路（２２、２３）を有しており、
前記第２吸入通路の前記ロータリバルブ側に開口する端部（２２１、２３１）は、前記ロータリバルブの回転軸線を中心に挟んで配置されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１２】
前記ステッピングモータは、前記ステッピングモータに障害が発生した場合に、前記ロータリバルブを閉状態にするフェールセーフ機構（４５）を有していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
【請求項１３】
前記フェールセーフ機構は、ぜんまいバネ（４５）から構成されていることを特徴とする請求項１２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】
従来から、エンジンに燃料を供給するための高圧ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。一般にこの種の高圧ポンプは、プランジャの往復移動により加圧室に吸入した燃料を圧縮して吐出部から吐出するが、このとき加圧室に供給される燃料は、調量弁装置によって調量される。調量弁装置の吐出行程においては、可動コアが固定コアに当接し、弁部材のシート部が弁ボディの弁座に当接する。また、調量弁装置の吸入行程においては、可動コアが弁部材に当接し、弁部材がストッパに当接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６７６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、調量弁装置の動作において、可動コアが固定コアに当接し、弁部材のシート部が弁ボディの弁座に当接する際や、可動コアが弁部材に当接し、弁部材がストッパに当接する際に、衝撃音が発生し、その衝撃音は、時に運転者に違和感を抱かせるのに十分なほど大きなものとなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、動作の際に衝撃音が発生しない調量弁装置を用いた高圧ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の高圧ポンプは、ポンプボディと、燃料吸入部と、調量弁装置と、プランジャと、燃料吐出部と、を備える。
ポンプボディは、加圧室を有する。この加圧室は、燃料供給部から燃料を加圧室に供給する燃料吸入部の吸入通路に連結する。吸入通路は、燃料供給部に接続する第１吸入通路と、加圧室に接続する第２吸入通路とを有している。この吸入通路の途中である第１吸入通路と第２吸入通路との間には、調量弁装置が設けられる。
プランジャは、ポンプボディに形成されたシリンダ内に収容され、その往復移動により加圧室内の燃料を圧縮する。燃料吐出部は、加圧室内の圧縮された燃料を吐出する燃料吐出通路を有する。この燃料吐出通路には、燃料吐出逆止弁が設置される。
【０００７】
調量弁装置は、ロータリバルブと、ステッピングモータと、を有する。
ロータリバルブは、ポンプボディに形成された収容穴に回転摺動可能に収容される。また、ロータリバルブの一部には、第１吸入通路と第２吸入通路との間の燃料通路となる切り欠き部が形成される。
ステッピングモータは、ロータリバルブに連結し、ロータリバルブを回転駆動して、ロータリバルブの開閉動作を行う。即ち、ステッピングモータは、ロータリバルブを所定の角度に回転して、切り欠き部を介して第１吸入通路と第２吸入通路とが連通する開状態とし、ロータリバルブを所定の角度と異なる角度に回転して、第１吸入通路と第２吸入通路との連通が遮断される閉状態とする。
【０００８】
このため、調量弁装置は、高圧ポンプの各行程に応じてロータリバルブの開閉動作を行うことが可能になる。即ち、ロータリバルブの開状態において、燃料供給部と加圧室とが燃料吸入部の吸入通路及びロータリバルブの切り欠き部を介して連通され、同じく閉動作において、燃料供給部と加圧室とを連結する燃料吸入部の吸入通路がロータリバルブの切り欠き部以外の部分により遮断される。
このような調量弁装置によるロータリバルブの開閉動作において、部材同士が当接することはなく、従って、部材同士の当接に起因する衝撃音が発生しないようにすることができる。
【０００９】
具体的には、上記の高圧ポンプにおいて、調量弁装置のロータリバルブは円柱形状をなし、切り欠き部は、ロータリバルブの一端面及び側面の一部を半円柱形状に切り取った形状をなすようにすることができる。
この場合、ロータリバルブの開状態で、ロータリバルブの一端面側の切り欠き部が第１吸入通路に連通し、且つロータリバルブの側面側の切り欠き部が第２吸入通路に連通する。また、ロータリバルブの閉状態で、ロータリバルブの一端面が第１吸入通路の端部に当接し、又はロータリバルブの側面が第２吸入通路の端部に当接する。
【００１０】
また、上記の高圧ポンプにおいて、調量弁装置のロータリバルブは円柱形状をなし、切り欠き部は、ロータリバルブの一端面に第１開口部を有しロータリバルブの側面に第２開口部を有する貫通孔形状をなすようにすることができる。
この場合、ロータリバルブの開状態で、ロータリバルブの切り欠き部の第１開口部が第１吸入通路に連通し、且つロータリバルブの切り欠き部の第２開口部が第２吸入通路に連通する。また、ロータリバルブの閉状態で、ロータリバルブの一端面が第１吸入通路の端部に当接し、又はロータリバルブの側面が第２吸入通路の端部に当接する。
【００１１】
また、上記の高圧ポンプにおいて、調量弁装置のロータリバルブは円柱形状をなし、切り欠き部は、ロータリバルブの一端面及び側面の一部を半円柱形状に切り取った形状をなすようにすることができる。また、ロータリバルブの一端面と第１吸入通路の端部との間に、ロータリバルブの一端面側の切り欠き部と第１吸入通路とを連通する燃料溜まりが設けられるようにすることができる。
この場合、ロータリバルブの一端面側の切り欠き部は、常時、燃料溜まりを介して燃料吸入部の第１吸入通路に連通している。そして、ロータリバルブの開状態で、ロータリバルブの側面側の切り欠き部が第２吸入通路に連通する。また、ロータリバルブの閉状態で、ロータリバルブの側面が第２吸入通路の端部に当接する。
【００１２】
また、上記の高圧ポンプにおいて、調量弁装置のロータリバルブは円柱形状をなし、切り欠き部は、ロータリバルブの一端面に第１開口部を有しロータリバルブの側面に第２開口部を有する貫通孔形状をなすようにすることができる。また、ロータリバルブの一端面と第１吸入通路の端部との間に、ロータリバルブの切り欠き部の第１開口部と第１吸入通路とを連通する燃料溜まりが設けられるようにすることができる。
この場合、ロータリバルブの切り欠き部の第１開口部は、常時、燃料溜まりを介して燃料吸入部の第１吸入通路に連通している。そして、ロータリバルブの開状態で、ロータリバルブの切り欠き部の第２開口部が第２吸入通路に連通する。また、ロータリバルブの閉状態で、ロータリバルブの側面が第２吸入通路の端部に当接する。
【００１３】
また、上記の高圧ポンプにおいて、ロータリバルブに加わる燃料の圧力バランスを保つように、種々の形態を構成することが可能である。これにより、ロータリバルブを回転駆動するステッピングモータの小型化を図ることができる。
【００１４】
また、上記の高圧ポンプにおいて、調量弁装置のステッピングモータがフェールセーフ機構を有していることが好ましい。このフェールセーフ機構は、ステッピングモータに何らかの障害が発生した場合に、ロータリバルブを閉状態にするものである。このフェールセーフ機構としては、例えばぜんまいバネを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプを用いた燃料供給装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの調量弁装置に用いるロータリバルブを示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの調量行程における動作を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吐出行程における動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入行程における動作を説明するための模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの各行程におけるステッピングモータの回転とプランジャの挙動を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態による高圧ポンプの調量弁装置に用いるロータリバルブを示す概略斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの開状態を示す模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの閉状態を示す模式図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による高圧ポンプの調量弁装置に用いるロータリバルブを示す概略斜視図である。
【図１１】図１０に示すロータリバルブを９０度回転させて示す概略斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの開状態を示す模式図である。
【図１３】図１２に示す調量弁装置のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの閉状態を示す模式図である。
【図１５】図１４に示す調量弁装置のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による高圧ポンプの各行程におけるステッピングモータの回転、プランジャの挙動、作用油圧力、及び、回転トルクを示すタイムチャートである。
【図１７】本発明の第４実施形態による高圧ポンプの調量弁装置に用いるロータリバルブを示す概略斜視図である。
【図１８】図１８に示すロータリバルブを９０度回転させて示す概略斜視図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの開状態を示す模式図である。
【図２０】本発明の第４実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの閉状態を示す模式図である。
【図２１】本発明の第５実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの閉状態を示す模式図である。
【図２２】本発明の第５実施形態による高圧ポンプにおけるロータリバルブの閉状態を示す模式図である。
【図２３】従来の調量弁装置を用いた高圧ポンプの調量行程における動作を説明するための図である。
【図２４】従来の調量弁装置を用いた高圧ポンプの吸入行程における動作を説明するための図である。
【図２５】従来の調量弁装置を用いた高圧ポンプの各行程におけるプランジャの挙動とコイルへの通電と可動コアの挙動を示すタイムチャートである。
【図２６】従来の調量弁装置を用いた高圧ポンプにおけるコイルへの通電と調量弁装置に発生する衝撃音とを測定したデータを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による高圧ポンプについて、図１〜図５に基づいて説明する。本実施形態の高圧ポンプは、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置に用いられる。
【００１７】
以下に、燃料供給装置について説明する。図１に示すように、燃料供給装置は、高圧ポンプ１０、高圧ポンプ１０に低圧の燃料を供給する燃料供給部６０、及び高圧ポンプ１０から圧送されてくる高圧の燃料を蓄えて噴射手段に供給するコモンレール部７０等を備えている。
【００１８】
先ず、高圧ポンプ１０について説明する。
高圧ポンプ１０は、外郭を構成するポンプボディ１１、並びにポンプボディ１１にそれぞれ形成される燃料吸入部２０、プランジャ部３０、調量弁装置４０、及び燃料吐出部５０等を備えている。
【００１９】
ポンプボディ１１には、燃料供給部６０から燃料吸入部２０を介して供給される燃料を圧縮し、燃料吐出部５０を介してコモンレール部７０に吐出する加圧室１２が設けられている。
燃料吸入部２０は、ポンプボディ１１に形成され、燃料供給部６０に接続する第１吸入通路２１と、加圧室１２に接続する第２吸入通路２２とを備えている。これら第１吸入通路２１と第２吸入通路２２との間には、調量弁装置４０が設けられている。
【００２０】
プランジャ部３０は、プランジャ３１、カム３２、スプリング３３等を備えている。
プランジャ３１は、ポンプボディ１１に形成されたシリンダ内に往復移動可能に収容されている。プランジャ３１の加圧室１２側と反対側の下端部には、カム３２が設けられ、このカム３２にプランジャ３１の下端部を当接させるように付勢するスプリング３３が設けられている。
このため、プランジャ部３０は、カム３２の回転により、プランジャ３１がシリンダ内を往復移動し、加圧室１２に吸入された燃料を圧縮する働きをする。
【００２１】
調量弁装置４０は、ロータリバルブ４１、ステッピングモータ４２、シャフト４３、連結部材４４、ぜんまいバネ４５、シール部材４６、ＥＣＵ（ElectronicControlUnit：電子制御ユニット）４７等を備えている。
【００２２】
ロータリバルブ４１は、ポンプボディ１１に形成された筒状の収容穴１１２に回転摺動可能に収容されており、図２に示すように円柱形状をなしている。このロータリバルブ４１は、ポンプボディ１１の収容穴１１２の底面に摺接する一端面４１１（以下、「第１端面４１１」という。）と、その反対側の第２端面４１２と、収容穴１１２の側面に摺接する側面４１３とを有する。このため、ロータリバルブ４１が回転すると、ロータリバルブ４１の第１端面４１１及び側面４１３の所定部分がポンプボディ１１の内壁面に対して摺動する。
【００２３】
更に、ロータリバルブ４１には、第１端面４１１及び側面４１３の一部を半円柱形状に切り取った切り欠き部４１４が設けられている。このため、ロータリバルブ４１の回転に伴い、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１の端部が、ロータリバルブ４１の第１端面４１１に当接したり、或いはまた、第１端面４１１の一部が切り取られた切り欠き部４１４と連通したりする。同様に、ロータリバルブ４１の回転に伴い、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２の端部が、ロータリバルブ４１の側面４１３に当接したり、或いはまた、側面４１３の一部が切り取られた切り欠き部４１４と連通したりする。
【００２４】
ロータリバルブ４１の第２端面４１２側は、連結部材４４を介して、ステッピングモータ４２のシャフト４３に連結されている。また、このステッピングモータ４２は、ステッピングモータ４２に駆動制御信号を送るＥＣＵ４７に接続されている。
ステッピングモータ４２は、ＥＣＵ４７からの駆動制御信号を受けて、シャフト４３を所定の角度だけ回転させ、ＥＣＵ４７からの次の駆動制御信号を受けて、シャフト４３を更に所定の角度だけ回転させるというステップ動作を断続的に行う。このステッピングモータ４２のステップ動作により、シャフト４３に連結部材４４を介して連結されるロータリバルブ４１の高精度な回転位置決めが反復して行われる。
【００２５】
ステッピングモータ４２のシャフト４３の周囲には、「フェールセーフ機構」を構成するぜんまいバネ４５が設置されている。このぜんまいバネ４５は、例えばステッピングモータ４２に駆動電源が供給されなくなるなど、何らかの原因によりステッピングモータ４２に障害が発生した場合に、シャフト４３の回転を所定の回転位置で停止させる機能を果たすものである。
【００２６】
ロータリバルブ４１の第２端面４１２側の側面４１３の周囲には、ポンプボディ１１の内壁面との間に、例えばＯリング等からなるシール部材４６が取り付けられている。このシール部材４６は、ロータリバルブ４１の側面４１３とポンプボディ１１の内壁面との摺接面からステッピングモータ４２側に燃料が漏れることを防止するためのものである。
【００２７】
燃料吐出部５０は、ポンプボディ１１に形成された吐出通路５１と、吐出逆止弁５２とを備えている。
吐出通路５１は、加圧室１２において圧縮された高圧燃料をコモンレール部７０に吐出するための燃料通路であり、吐出通路５１は、一方が加圧室１２に接続され、他方がコモンレール部７０に接続されている。そして、吐出通路５１の間に吐出逆止弁５２が設置されている。
【００２８】
この吐出逆止弁５２には、弁と弁座とスプリングとが設けられている。加圧室１２内の燃料の圧力が低いときは、スプリングの付勢力とコモンレール部７０側からの外圧とにより弁が弁座に当接し、吐出逆止弁５２は閉状態となる。その結果、加圧室１２からコモンレール部７０への燃料の吐出が停止される。
他方、加圧室１２内の燃料の圧力が高くなり、スプリングの付勢力とコモンレール部７０側からの外圧とに打ち勝つと、弁が弁座から解離し、吐出逆止弁５２は開状態となる。その結果、加圧室１２からコモンレール部７０へ高圧の燃料が吐出される。
【００２９】
次に、燃料供給部６０及びコモンレール部７０について説明する。
燃料供給部６０は、燃料を貯留する燃料タンク６１と、この燃料タンク６１と燃料吸入部２０の吸入通路２１とを連結する低圧燃料通路６２と、燃料タンク６１内の燃料を汲み上げて低圧燃料通路６２に送り出すフィードポンプ６３を備えている。
このため、燃料タンク６１内の燃料は、フィードポンプ６３によって汲み出され、低圧燃料通路６２、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２、並びに調量弁装置４０を通って加圧室１２に供給される。
【００３０】
コモンレール部７０は、高圧燃料を貯留するコモンレール７１と、このコモンレール７１と燃料吐出部５０の吐出通路５１とを連結する高圧燃料通路７２と、コモンレール７１に接続された例えば４個の直接噴射手段７３とを備えている。
このため、加圧室１２において圧縮された高圧燃料は、燃料吐出部５０の吐出通路５１及び吐出逆止弁５２、並びに高圧燃料通路７２を通ってコモンレール７１に圧送され貯留される。そして、コモンレール７１内に貯留された高圧燃料は、直接噴射手段７３によって内燃機関のシリンダ内に直接噴射される。
【００３１】
次に、第１実施形態による高圧ポンプ１０の作動、特に調量弁装置４０の作動について、図１〜図６を参照しつつ説明する。
（Ｉ）調量行程
図３のプランジャ３１に付した矢印及び図６のタイムチャートに示すように、プランジャ３１がカム３２の回転により下死点ａから上死点ｂに向かって上昇すると、加圧室１２の容積が減少し、加圧室１２内の燃料が圧縮されて内圧が高くなる。
【００３２】
また、図６のタイムチャートに示すように、ＥＣＵ４７からの駆動制御信号を受けてステッピングモータ４２の回転角度はゼロ度となっている。即ち、ステッピングモータ４２はシャフト４３を回転させず、従ってこのシャフト４３に連結部材４４を介して連結されたロータリバルブ４１は、所定の回転位置に停止した状態である。
【００３３】
このとき、図３に示すように、ロータリバルブ４１は、その切り欠き部４１４が燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と連通し、且つ第２吸入通路２２と連通する。このようにロータリバルブ４１の切り欠き部４１４と燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２とが連通し、ロータリバルブ４１は開状態となる。
【００３４】
このようなロータリバルブ４１の開状態において、加圧室１２内の燃料は圧縮されて内圧が高くなっているものの、未だ燃料吐出部５０における吐出逆止弁５２のスプリングの付勢力とコモンレール部７０側からの外圧とに打ち勝つほどは高くなっていない。このため、吐出逆止弁５２は閉状態を維持し、加圧室１２内の燃料がコモンレール部７０側に吐出されることもない。
【００３５】
その結果、圧縮されて内圧が高くなった加圧室１２内の燃料は、図３の矢印に示すように、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２を通り、ロータリバルブ４１の切り欠き部４１４を経由し、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１を通って、燃料供給部６０側に流出する。即ち、加圧室１２内の燃料は、開状態のロータリバルブ４１を経由して、燃料供給部６０側に流出する。
【００３６】
（ＩＩ）吐出行程
上記の調量行程が進行する所定の時点において、図６のタイムチャートに示すように、ＥＣＵ４４からの駆動制御信号を受けてステッピングモータ４２の回転角度は１８０度となる。即ち、ステッピングモータ４２はシャフト４３を１８０度回転させ、従ってこのシャフト４３に連結されたロータリバルブ４１は、上述した調量行程における回転位置から１８０度回転した回転位置に停止する。
【００３７】
このとき、図４に示すように、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１の端部がロータリバルブ４１の第１端面４１１に当接し、且つ燃料吸入部２０の第２吸入通路２２がロータリバルブ４１の側面４１３に当接する。このようにしてロータリバルブ４１の切り欠き部４１４と燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２とのそれぞれの連通が遮断され、ロータリバルブ４１は閉状態となる。
【００３８】
このようなロータリバルブ４１の閉状態において、図４のプランジャ３１に付した矢印及び図６のタイムチャートに示すように、プランジャ３１は引き続き上死点ｂに向かって上昇する。このとき、ロータリバルブ４１が閉状態であるため加圧室１２内の燃料が燃料供給部６０側に流出できず、加圧室１２内の燃料は更に圧縮され内圧は更に高くなる。
【００３９】
このようにして、加圧室１２内の燃料の内圧が、燃料吐出部５０における吐出逆止弁５２のスプリングの付勢力とコモンレール部７０側からの外圧との合計よりも大きくなると、吐出逆止弁５２は開状態となる。その結果、図４の矢印に示すように、加圧室１２内で圧縮された高圧燃料は、燃料吐出部５０の吐出通路５１及び吐出逆止弁５２を通ってコモンレール部７０に吐出される。
【００４０】
（ＩＩＩ）吸入行程
図５のプランジャ３１に付した矢印及び図６のタイムチャートに示すように、上死点ｂに達したプランジャ３１がカム３２の回転により上死点ｂから下死点ａに向かって下降すると、加圧室１２の容積が増加して、加圧室１２内の燃料の内圧が低下する。
そして、加圧室１２内の燃料の内圧が、燃料吐出部５０の吐出逆止弁５２のスプリングの付勢力とコモンレール部７０側からの外圧との合計よりも低くなると、吐出逆止弁５２が閉状態となり、加圧室１２内の高圧燃料のコモンレール部７０側への吐出が停止する。
【００４１】
また、図６のタイムチャートに示すように、プランジャ３１の上死点ｂからの下降と同時に、ＥＣＵ４４からの駆動制御信号を受けてステッピングモータ４２の回転角度は再びゼロ度となる。即ち、ステッピングモータ４２はシャフト４３を更に１８０度回転させ、従ってこのシャフト４３に連結されたロータリバルブ４１は、吐出行程における回転位置から１８０度回転して調量行程における回転位置と同じ回転位置になる。
このとき、図５に示すように、ロータリバルブ４１は、その切り欠き部４１４と燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２とが連通し、開状態となる。
【００４２】
このようなロータリバルブ４１の開状態において、加圧室１２内の燃料の内圧の低下に伴い、図５の矢印に示すように、燃料供給部６０からの燃料は、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１を通り、ロータリバルブ４１の切り欠き部４１４を経由し、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２を通って、加圧室１２に吸入される。即ち、燃料供給部６０からの燃料は、開状態のロータリバルブ４１を経由して、加圧室１２に吸入される。
【００４３】
以上の第１実施形態による高圧ポンプ１０の効果を従来技術と対比しつつ説明する。
従来技術の高圧ポンプについて、図２３〜図２６を参照して説明する。
図２３及び図２４に示すように、従来技術の高圧ポンプにおける調量弁装置８０は、ニードル８１、固定コア８２、可動コア８３、コイル８４、第１スプリング８５、弁部材８６、第２スプリング８７、及びストッパ８８等を備えている。
【００４４】
ニードル８１は、略円柱状に形成され、ポンプボディ８９に取り付けられたフランジ９０の収容穴に移動可能に設置されている。
固定コア８２及び可動コア８３は、磁性材料から形成され、コイル８４の径方向内側に設けられている。可動コア８３は、ニードル８１に一体に固定されている。第１スプリング８５は、固定コア８２と可動コア８３との間に設けられ、固定コア８２と可動コア８３とを互いに離す方向に付勢する。
【００４５】
弁部材８６は、ニードル８１とほぼ同径に形成される軸部を有し、ポンプボディ８９に取り付けられた弁ボディ９１の収容穴に移動可能に設置されている。また、弁部材８６は、軸部のニードル８１側の第１端面８６１、この第１端面８６１と反対側の第２端面８６２、及びテーパ状のシート面８６３を有している。このシート面８６３は、弁ボディ９１に設けられたテーパ状の弁座９１１に当接可能となっている。また、弁ボディ９１には、燃料室と加圧室とを連通する燃料通路９２が設けられている。
【００４６】
第２スプリング８７は、弁部材８６の第２端面８６２側に設けられ、弁部材８６をニードル８１側に付勢する。この第２スプリング８７の付勢力により、弁部材８６の第１端面８６１は、ニードル８４の端面に当接可能となっている。
ストッパ８８は、大径部と小径部とを有し、大径部の外壁は弁ボディ９１に固定され、小径部の弁部材８６側に規制面８８１を有している。弁部材８６の第２端面８６２は、このストッパ８８の規制面８８１に当接可能となっている。
【００４７】
次に、調量弁装置８０の動作を、図２３〜図２６を参照して説明する。
（Ｉ）調量行程
カムの回転によりプランジャが下死点ａから上死点ｂに向かって上昇すると、加圧室の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル８４への通電が停止されているため、第１スプリング８５に付勢されたニードル８１の付勢力により弁部材８６がストッパ８８側に移動し、弁部材８６のシート面８６３が弁ボディ９１の弁座９１１から解離する。このため、弁部材８６は開弁状態となる。そして、一度加圧室に吸入された低圧燃料は、燃料通路９２を経由して燃料室側へ戻される。
【００４８】
（ＩＩ）吐出行程
図２５のタイムチャートに示すように、プランジャが上昇する途中の所定の時期に、コイル８４に駆動電流が流れ始める。このコイル８４への通電の開始により、固定コア８２と可動コア８３との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が所定のタイムラグをもって第１スプリング８５の付勢力より大きくなると、可動コア８３及びニードル８１が固定コア８２側に移動する。その結果、図２３のＡ１部に示すように、可動コア８３の固定コア８２側端面が固定コア８２の可動コア８３側端面に当接する。
【００４９】
また、弁部材８６に対するニードル８１の付勢力が解除され、第２スプリング８７の付勢力によって弁部材８６の第２端面がストッパ８８の規制面８８１から離れ、弁部材８６はニードル８１側に移動する。その結果、図２３のＡ２部に示すように、弁部材８６のシート部が弁ボディ９１の弁座に当接する。このため、弁部材８６は閉弁状態となる。
弁部材８６が閉弁した後、加圧室の燃圧は、プランジャの上昇と共に高くなる。加圧室の燃圧が吐出部の吐出弁に作用する力が、所定の力よりも大きくなると、吐出弁が開弁する。これにより、加圧室で圧縮された加圧燃料は吐出口から吐出される。
【００５０】
以上のように調量弁装置８０の吐出行程においては、可動コア８３が固定コア８２に当接し、弁部材８６のシート部８６１が弁ボディ９１の弁座９１１に当接するが、これらの部材の当接の際に、図２６の測定データのＡに示されるような衝撃音が発生する。
【００５１】
（ＩＩＩ）吸入行程
図２５のタイムチャートに示すように、カムの回転によりプランジャが上死点ｂから下死点ａに向かって下降するとき、コイル８４への通電が停止される。このため、可動コア８３を固定コア８２側に移動させようとする磁気吸引力が消失して、可動コア８３及びニードル８１は第１スプリング８５の付勢力により弁部材８６側に移動する。その結果、図２４のＢ１部に示すように、ニードル８１の端面が弁部材８６の第１端面８６１に当接する。
【００５２】
また、ニードル８１が弁部材８６を付勢する。その結果、図２４のＢ２部に示すように、弁部材８６の第２端面８６２がストッパ８８の規制面８８１に当接する。
このとき、加圧室の容積が増加し、燃料が減圧され、吐出部の吐出弁が吐出口を閉塞する。また、弁部材８６のシート部が弁ボディ９１の弁座から離れて開弁状態となる。これにより、燃料通路９２を経由して加圧室に燃料が吸入される。
【００５３】
以上のように調量弁装置８０の吸入行程においては、可動コア８３が弁部材８６に当接し、弁部材８６がストッパ８８に当接するが、これらの部材の当接の際に、図２６の測定データのＢに示されるような衝撃音が発生する。
【００５４】
上述のように従来技術では、調量弁装置８０の動作において、可動コア８３が固定コア８２に当接し、弁部材８６のシート部が弁ボディ９１の弁座に当接する際や、可動コア８３が弁部材８６に当接し、弁部材８６がストッパ８８に当接する際に、衝撃音が発生し、その衝撃音は、時に運転者に違和感を抱かせるのに十分なほど大きなものとなるという問題があった。
【００５５】
以上のような従来技術に対して、第１実施形態による高圧ポンプ１０は、切り欠き部４１４を有するロータリバルブ４１及びロータリバルブ４１の開閉動作を反復して行うステッピングモータ４２等を備えた調量弁装置４０を用いて、調量行程、吐出行程、及び吸入行程を繰り返すことにより、燃料供給部６０から吸入した低圧燃料を圧縮し、その圧縮した高圧燃料をコモンレール部７０に吐出する。
【００５６】
このとき、調量弁装置４０の動作において、例えばＥＣＵ４７に電源が供給されなくなりステッピングモータ４２が動かなくなる等、ステッピングモータ４２の動作に何らかの障害が発生した等の場合には、フェールセーフ機構を構成するぜんまいバネ４５によりシャフト４３を所定の回転位置まで回転させて停止させ、ロータリバルブ４１を自動的に閉状態にすることにより高圧ポンプ１０の安全を保持する。
また、調量弁装置４０の動作において、部材同士が当接することはなく、従って部材同士の当接に起因する衝撃音も発生しない。
【００５７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による調量弁装置を用いた高圧ポンプを、図７〜図９を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態による高圧ポンプの構成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。
【００５８】
第１実施形態における調量弁装置４０のロータリバルブ４１の切り欠き部４１４が第１端面４１１及び側面４１３の一部を半円柱形状に切り取ったものであるのに対して、第２実施形態における調量弁装置４０のロータリバルブ４８の切り欠き部４８４は、図７に示すように、円柱形状のロータリバルブ４８の一端面４８１（以下、「第１端面４８１」という。）に第１開口部４８５を有し側面４８３に第２開口部４８６を有する貫通孔形状をなしている点に特徴がある。
【００５９】
また、ロータリバルブ４８の第１端面４８１と燃料吸入部２０の第１吸入通路２１の端部との間に、貫通孔形状の切り欠き部４８４に連通する燃料溜まり４９が設けられている点にも特徴がある。
なお、図７に示すロータリバルブ４８は、第１実施形態の場合と同様に、その第１端面４８１がポンプボディ１１の収容穴１２１の底面に摺接し、反対側の第２端面４１２が連結部材４４を介してステッピングモータ４２のシャフト４３に連結されている。
【００６０】
従って、第２実施形態による高圧ポンプ１０の作動、特に調量弁装置４０の作動は、以下のような態様で行われる。
（Ｉ）吸入行程
図８のプランジャ３１に付した矢印に示すように、プランジャ３１が上死点ｂから下死点ａに向かって下降すると、加圧室１２内の燃料の内圧が低下する。このとき、燃料吐出部５０の吐出逆止弁５２は閉状態となり、加圧室１２内の高圧燃料のコモンレール部７０側への吐出が停止する。
【００６１】
また、プランジャ３１の上死点ｂからの下降と同時に、ＥＣＵ４４からの駆動制御信号を受けてステッピングモータ４２の回転角度はゼロ度となる。このとき、図８に示すように、ロータリバルブ４８は、その切り欠き部４８４の第２開口部４８６が燃料吸入部２０の第２吸入通路２２と連通する。
なお、ロータリバルブ４８の切り欠き部４８４の第１開口部４８５は、ロータリバルブ４８の回転位置の変動に拘わらず、常時、燃料溜まり４９を介して燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と連通している。このため、この状態で、ロータリバルブ４８は開状態となる。
【００６２】
このようなロータリバルブ４８の開状態において、加圧室１２内の燃料の内圧の低下に伴い、図８の矢印に示すように、燃料供給部６０からの燃料は、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１を通り、ロータリバルブ４８の燃料溜まり４９及び切り欠き部４８４を経由し、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２を通って、加圧室１２に吸入される。即ち、燃料供給部６０からの燃料は、開状態のロータリバルブ４８を経由して、加圧室１２に吸入される。
【００６３】
（ＩＩ）調量行程
プランジャ３１が下死点ａから上死点ｂに向かって上昇すると、加圧室１２内の燃料が圧縮されて内圧が高くなる。このとき、燃料吐出部５０における吐出逆止弁５２は未だ閉状態を維持している。また、ＥＣＵ４７からの駆動制御信号を受けてステッピングモータ４２の回転角度は、上述した吸入行程における場合と同様にゼロ度となったままである。従って、ロータリバルブ４８は、上述した吸入行程における場合と同様に開状態となる。
【００６４】
その結果、圧縮されて内圧が高くなった加圧室１２内の燃料は、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２を通り、ロータリバルブ４８の切り欠き部４８４及び燃料溜まり４９を経由し、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１を通って、燃料供給部６０側に流出する。即ち、加圧室１２内の燃料は、開状態のロータリバルブ４８を経由して、燃料供給部６０側に流出する。
【００６５】
（ＩＩＩ）吐出行程
上記の調量行程が進行する所定の時点において、ＥＣＵ４４からの駆動制御信号を受けてステッピングモータ４２の回転角度は１８０度となる。即ち、ロータリバルブ４１は、上述した調量行程における回転位置から１８０度回転した回転位置に停止する。
【００６６】
このとき、図９に示すように、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２がロータリバルブ４８の側面４８３に当接する。
なお、ロータリバルブ４８の切り欠き部４８４の第１開口部４８５は、常時、燃料溜まり４９を介して燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と連通している。しかし、燃料吸入部２０の第２吸入通路２２のロータリバルブ４８の側面４８３への当接により、切り欠き部４８４と第２吸入通路２２との連通が遮断される。このため、この状態で、ロータリバルブ４８は閉状態となる。
【００６７】
このようなロータリバルブ４８の閉状態において、図９のプランジャ３１に付した矢印に示すように、プランジャ３１は引き続き上死点ｂに向かって上昇する。このとき、ロータリバルブ４８が閉状態であるため、加圧室１２内の燃料が燃料供給部６０側に流出できず、加圧室１２内の燃料は更に圧縮され内圧は更に高くなる。
【００６８】
このようにして、加圧室１２内の燃料の内圧が、燃料吐出部５０における吐出逆止弁５２のスプリングの付勢力とコモンレール部７０側からの外圧との合計よりも大きくなると、吐出逆止弁５２は開状態となる。その結果、図９の矢印に示すように、加圧室１２内で圧縮された高圧燃料は、燃料吐出部５０の吐出通路５１及び吐出逆止弁５２を通ってコモンレール部７０に吐出される。
【００６９】
以上のように、第２実施形態による高圧ポンプ１０は、第１実施形態におけるロータリバルブ４１の第１端面４１１及び側面４１３の一部を半円柱形状に切り取った切り欠き部４１４の代わりに、ロータリバルブ４８の第１端面４８１及び側面４８３に第１開口部４８５及び第２開口部４８６を有する貫通孔形状の切り欠き部４８４が設けられている調量弁装置４０を用いて、吸入行程、調量行程、及び吐出行程を繰り返すことにより、燃料供給部６０から吸入した低圧燃料を圧縮し、その圧縮した高圧燃料をコモンレール部７０に吐出する。
【００７０】
なお、このときも、調量弁装置４０の動作において、ぜんまいバネ４５によるフェールセーフが働き、仮にステッピングモータ４２の動作に何らかの障害が発生した場合でも、ロータリバルブ４１を自動的に閉状態にして高圧ポンプ１０の安全を保持する。
また、調量弁装置４０の動作において、部材同士が当接することはなく、従って部材同士の当接に起因する衝撃音も発生しない。
【００７１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による調量弁装置を用いた高圧ポンプを、図１０〜図１６を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態による高圧ポンプの構成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。
【００７２】
第３実施形態における調量弁装置４０の特徴は、ロータリバルブ５３にバランス良く油圧が加わるように、ロータリバルブ５３が構成されている点にある。この特徴について以下に説明する。以下の説明では、ロータリバルブ５３の回転軸線を軸線ｃと称し、軸線ｃの延びる方向を軸線方向と称する。
【００７３】
ロータリバルブ５３の基本構成は、上述した第１及び第２実施形態と同様、概略的には円柱形状を成しており、ポンプボディ１１に形成された筒状の収容穴１１２に回転摺動可能に収容されている。ロータリバルブ５３は、ポンプボディ１１の収容穴１１２の底面に摺接する一端面５３１（以下、「第１端面５３１」という。）と、その反対側で連結部材４４を介してステッピングモータ４２のシャフト４３に連結されている第２端面５３２と、収容穴１１２の側面に摺接する側面５３３とを有する。
【００７４】
第３実施形態のロータリバルブ５３には、環状切り欠き部５４１、２つの側溝切り欠き部５４２、及び、側溝連通孔５４３が形成されている。これらは全体としてロータリバルブ５３の切り欠き部５４を構成している。
環状切り欠き部５４１は、ロータリバルブ５３の両端面５３１，５３２よりも軸方向内側において軸線ｃ周りに側面５３３を切り取った環状の溝を成している。
側溝切り欠き部５４２は、軸線方向に延びるように側面５３３に切り込まれた溝であり、軸線ｃを挟んで互いに対向する位置にそれぞれ配置されている。また、側溝切り欠き部５４２は、環状切り欠き部５４１に開口する第１開口部５４４、及び、側面５３３に開口する第２開口部５４５を有している。
側溝連通孔５４３は、ロータリバルブ５３を径方向に貫通した貫通孔形状を成しており、２つの側溝切り欠き部５４２を互いに連通させている。
【００７５】
また、第３実施形態のロータリバルブ５３には、上述した切り欠き部５４の他に、２つの凹部５５及び凹部連通孔５６が形成されている。
凹部５５は、ロータリバルブ５３の側面５３３に形成された凹みであり、側溝切り欠き部５４２とは周方向に異なる位置に軸線ｃを挟んで互いに対向するように配置されている。
凹部連通孔５６は、ロータリバルブ５３を径方向に貫通した貫通孔を成しており、２つの凹部５５を互いに連通させている。
なお、凹部５５及び凹部連通孔５６は、ロータリバルブ５３内では切り欠き部５４と連通していない。
【００７６】
第３実施形態による高圧ポンプ１０の作動、特に調量弁装置４０の吸入行程、調量行程、及び吐出行程における基本的な作動は、上述した第１及び第２実施形態と同様である。以下では、各行程におけるロータリバルブ５３の回転角度及びロータリバルブ５３に加わる油圧について、第１及び第２実施形態とは異なる点を主に説明する。なお、図１２〜図１５では、ロータリバルブ５３に加わる油圧の方向を白抜きの矢印で示している。
【００７７】
まず、図１６に示すように、吸入行程及び調量行程の所定時点までステッピングモータ４２の回転角度はゼロ度である。
このとき、ロータリバルブ５３では、図１２及び図１３に示すように、２つのうちの一方の側溝切り欠き部５４２の第２開口部５４５が第２吸入通路２２に対面することにより、当該側溝切り欠き部５４２は第２吸入通路２２に接続される。また、ロータリバルブ５３の環状切り欠き部５４１は、ロータリバルブ５３の回転位置の変動に拘わらず、常時、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１に接続されている。
よって、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と第２吸入通路２２とは、環状切り欠き部５４１及び側溝切り欠き部５４２（並びに側溝貫通孔５４３）を介して連通しており、ロータリバルブ５３は開状態である。
なお、ロータリバルブ５３が開状態のとき、凹部５５及び凹部連通孔５６は、第１吸入通路２１及びと第２吸入通路２２とは連通していない。
【００７８】
ロータリバルブ５３の開状態では、図１２の点線矢印に示すように、燃料供給部６０から供給された燃料は、第１吸入通路２１、ロータリバルブ５３の環状切り欠き部５４１及び側溝切り欠き部５４２を経由し（燃料の一部は側溝連通孔４５３も経由し）、さらに第２吸入通路２２を通って、加圧室１２に吸入される。
【００７９】
燃料はロータリバルブ５３の切り欠き部５４を通過するとき、ロータリバルブ５３の両端面５３１，５３２よりも軸方向内側を通過する。このため、ロータリバルブ５３に対して軸方向の片側方向のみに油圧が加わることが避けられる。すなわち、ロータリバルブ５３に加わる軸方向の油圧は、軸方向の両側に向かって内から外に互いに打ち消し合うように加わる。よって、ロータリバルブ５３に加わる軸方向の油圧バランスは保たれる。
【００８０】
また、切り欠き部５４を構成する環状切り欠き部５４１、２つの側溝切り欠き部５４２、及び側溝連通孔４５３は、それぞれ、軸線ｃを中心にして対称的に形成されている。このため、切り欠き部５４を流通する燃料からロータリバルブ５３に対して径方向に加わる油圧は、軸線ｃ側に向かって互いに打ち消し合うように加わる。よって、ロータリバルブ５３に加わる径方向の油圧バランスは保たれる。
すなわち、ロータリバルブ５３が開状態のとき、ロータリバルブ５３に加わる油圧バランスは軸方向及び径方向共に良好に保たれる。
【００８１】
次に、図１６に示すように、調量行程の所定時点からロータリバルブ５３の回転が開始し、吐出行程ではステッピングモータ４２の回転角度が９０度になる。即ち、吐出行程において、ロータリバルブ５３は調量行程の回転位置から９０度回転した回転位置に停止する。
また、図１６に示すように、吐出行程では、加圧室１２内の燃料圧力が高められており、加圧室１２に接続する第２吸入通路２２内の燃料は高い圧力を有している。
【００８２】
このとき、図１４及び図１５に示すように、側溝切り欠き部５４２の第２開口部５４５は、ポンプボディ１１の収容穴１１２の側面に覆われるため、側溝切り欠き部５４２と第２吸入通路２２との連通は遮断される。よって、第１吸入通路２１と第２吸入通路２２との連通が遮断され、ロータリバルブ５３は閉状態になる。
【００８３】
また、このとき、ロータリバルブ５３の２つの凹部５５のうちの一方が第２吸入通路２２に対面している。このため、第２吸入通路２２の燃料は、当該一方の凹部５５に流入し、さらに凹部連通孔５６を介して他方の凹部５６に流入する。
【００８４】
ここで、２つの凹部５５の開口は、互いに等しい大きさであり、それぞれ第２吸入通路２２のロータリバルブ５３側の端部の開口よりも大きい。なお、図１４及び図１５に示すように、第２吸入通路２２の開口径をＡとし、凹部５５の軸方向の開口径をＢ１とし、凹部５５の軸方向に垂直な方向の開口径をＢ２とするとき、Ａ≦Ｂ１、Ｂ２である。
このため、第２吸入通路２２の燃料は、ロータリバルブ５３の側面に接することなく、２つの凹部５５に流入する。
【００８５】
２つの凹部５５は、ロータリバルブ５３の両端面５３１、５３２よりも軸方向内側に形成されている。よって、２つの凹部５５内の燃料からロータリバルブ５３に軸方向に加わる油圧は、軸方向の両側に向かって内から外に互いに打ち消し合うように加わる。よって、ロータリバルブ５３に加わる軸方向の油圧バランスは保たれる。
また、２つの凹部５５は、軸線ｃを挟んで互いに対向する位置に配置されている。よって、２つの凹部５５内の燃料からロータリバルブ５３に径方向に加わる油圧は、軸線ｃ側に向かって互いに打ち消し合うように加わる。よって、ロータリバルブ５３に加わる径方向の油圧バランスは保たれる。
すなわち、ロータリバルブ５３が閉状態のとき、ロータリバルブ５３に加わる油圧バランスは軸方向及び径方向共に良好に保たれる。
【００８６】
以上のように、第３実施形態では、ロータリバルブ５３の開状態及び閉状態において、それぞれ、ロータリバルブ５３に加わる油圧バランスが軸方向及び径方向共に保たれている。これにより、以下の利点がある。
まず、ロータリバルブ５３の軸方向のバランスが保たれることにより、ステッピングモータ４２に加わるスラスト荷重が抑制される。
また、ロータリバルブ５３の径方向のバランスが保たれることにより、ステッピングモータ４２がロータリバルブ５３を回転させるために必要な回転トルクが抑制される。
【００８７】
特に、吐出行程では、第２吸入通路２２内の燃料は高い圧力を有しているため、ロータリバルブ５３に加わる油圧は高くなる。このため、閉状態のロータリバルブ５３に加わる油圧バランスを保つことは、特に有利な利点となる。
例えば、図１６では、第３実施形態におけるステッピングモータ４２の回転トルクを実線で示し、第１実施形態におけるステッピングモータ４２の回転トルクを比較例として点線で示している。図１６を参照すると、吐出行程において、第３実施形態では第１実施形態よりも回転トルクが大幅に低減されていることが分かる。
【００８８】
したがって、第３実施形態では、ステッピングモータ４２のスラスト荷重及び必要回転トルクが抑制されるため、より小型のステッピングモータ４２でロータリバルブ５３を回転駆動させることができる。よって、第３実施形態では、部材同士の当接に起因する衝撃音が発生せず、かつ、小型化を実現する高圧ポンプ１０を提供できる。
【００８９】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による調量弁装置を用いた高圧ポンプを、図１７〜図２０を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態及び第３実施形態による高圧ポンプの構成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。
【００９０】
第４実施形態における調量弁装置４０の特徴は、ロータリバルブ５７にバランス良く油圧が加わるように、ロータリバルブ５７が構成されている点にある。以下では、第３実施形態との差異点について主に説明する。
【００９１】
第４実施形態のロータリバルブ５７には、第３実施形態の凹部５５及び凹部連通孔５６は形成されておらず、第３実施形態とは異なる構成の切り欠き部５９が形成されている。第４実施形態の切り欠き部５９は、第３実施形態の切り欠き部５４を軸方向に反転させた形状を成しており、環状切り欠き部５９１、２つの側溝切り欠き部５９２、及び、側溝連通孔５９３を含んでいる。
【００９２】
環状切り欠き部５９１は、ロータリバルブ５７の両端面５７１，５７２よりも内側において軸線ｃ周りに側面５７３を環状に切り取った環状の溝を成している。
２つの側溝切り欠き部５９２は、それぞれ、軸線ｃに平行な方向に延びるように側面５７３に切り込まれた溝であり、軸線ｃを挟んで互いに対向する位置に配置されている。また、各側溝切り欠き部５９２は、環状切り欠き部５９１に開口する第１開口部５９４、及び、ロータリバルブ５７の側面５７３に開口する第２開口部５９５を有している。
側溝連通孔５９３は、ロータリバルブ５７を径方向に貫通した貫通孔形状を成しており、２つの側溝切り欠き部５９２を互いに連通させている。
【００９３】
ロータリバルブ５７が開状態又は閉状態のときの様子について説明する。
まず、図１９に示すように、ロータリバルブ５７が開状態のとき、２つのうちの一方の側溝切り欠き部５９２の第２開口部５９５が、第１吸入通路２１に対面しており、当該側溝切り欠き部５９２が第１吸入通路２１に接続されている。また、ロータリバルブ５７の環状切り欠き部５９１は、ロータリバルブ５７の回転位置に拘わらず、常時、第２吸入通路２２に接続されている。
よって、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と第２吸入通路２２とは、環状切り欠き部５９１及び側溝切り欠き部５９２（並びに側溝連通孔５９３）を介して連通している。
【００９４】
ロータリバルブ５７の開状態では、図１９の点線矢印に示すように、燃料供給部６０から供給された燃料は、第１吸入通路２１、ロータリバルブ５３の側溝切り欠き部５９２を経由し（燃料の一部は側溝連通孔５９３も経由し）、さらに環状切り欠き部５９１及び第２吸入通路２２を通って、加圧室１２に吸入される。
このように、燃料はロータリバルブ５７の切り欠き部５９を経由するとき、ロータリバルブ５７の両端面５７１，５７２よりも内側を通過する。このため、ロータリバルブ５７では、軸方向の片側方向にのみに油圧が加わることが避けられる。すなわち、ロータリバルブ７３に加わる軸方向の油圧は、軸方向の両側に向かって内から外に互いに打ち消し合うように加わる。よって、ロータリバルブ５７に加わる軸方向の油圧バランスは保たれる。
【００９５】
また、切り欠き部５９を構成する環状切り欠き部５９１、２つの側溝切り欠き部５９２、及び側溝連通孔４９３は、それぞれ、軸線ｃを中心にして対称的に形成されている。このため、切り欠き部５９を流通する燃料からロータリバルブ５７に径方向に加わる油圧は、互いに打ち消し合う。よって、ロータリバルブ５７に加わる径方向の油圧バランスは保たれる。
【００９６】
次に、図２０に示すように、ロータリバルブ５７が閉状態のとき、第２吸入通路２２は、環状切り欠き部５９１に連通している。よって、第２供給通路２２の燃料は、環状切り欠き部５９１を介して、側溝切り欠き部５９２及び側溝連通孔５９３にまで流入する。ただし、側溝切り欠き部５９２の第２開口５９５は、ポンプボディ１１の収容穴１１２の側面に覆われ、側溝切り欠き部５９２と第１吸入通路２１との連通は遮断されている。また、第１吸入通路２１は、ロータリバルブ５７の側面５７３に対面している。よって、第１吸入通路２１と第２吸入通路２２との遮断は遮断されている。
【００９７】
また、ロータリバルブ５７が閉状態のとき、加圧室１２内の燃料の内圧は高められるため、ロータリバルブ５７には、切り欠き部５９に流入した燃料によって高い油圧が加わる。
【００９８】
ここで、環状切り欠き部５９２の軸方向の径Ｃは、第２吸入通路２２のロータリバルブ５７側の開口径Ａよりも大きい。このため、第２吸入通路２２の燃料は、ロータリバルブ５７の側面に接することなく、環状切り欠き部５９２に流入する。
【００９９】
このため、ロータリバルブ５７の閉状態においても、開状態と同様、ロータリバルブ５３に対して軸方向及び径方向に加わる油圧は互いに打ち消し合う。よって、ロータリバルブ５７に高い油圧が加わる場合であっても、ロータリバルブ５７に加わる軸方向及び径方向の油圧バランスは保たれる。
【０１００】
したがって、第４実施形態では、ロータリバルブ５７の切り欠き部５９の形状により、ステッピングモータ４２のスラスト荷重及び必要回転トルクを抑制することができる。よって、第４実施形態によっても、低騒音及び小型化を実現する高圧ポンプ１０を提供できる。
【０１０１】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による調量弁装置を用いた高圧ポンプを、図２１及び図２２を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態及び第３実施形態による高圧ポンプの構成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５実施形態における調量弁装置４０の特徴は、ロータリバルブ５８にバランス良く油圧が加わるように、ロータリバルブ５８及び燃料吸入部２０が構成されている点にある。以下では、第３実施形態との差異点について主に説明する。
【０１０２】
第５実施形態のロータリバルブ５８には、第３実施形態と同様の切り欠き部５４が形成されている一方、第３実施形態の凹部５５及び凹部連通孔５６が形成されていない。そこで、第５実施形態では、燃料吸入部２０が、第２吸入通路２２の他に、加圧室１２に接続するもう１つの第２吸入通路２３を備えている。言い換えると、第５実施形態の燃料吸入部２０は、加圧室１２に接続する２つの第２吸入通路２２，２３を備えている。
なお、図２１及び図２２では、第２吸入通路２３の途中経路の図示を省略し、実線矢印に代替して示している。
【０１０３】
ロータリバルブ５８が開状態又は閉状態のときの様子について説明する。
図２１に示すように、ロータリバルブ５８が開状態のとき、側溝切り欠き部５４２の第２開口部５４５が、第２吸入通路２２，２３にそれぞれ対面しており、側溝切り欠き部５４２は、第２吸入通路２２，２３にそれぞれ接続されている。また、ロータリバルブ５８の環状切り欠き部５４１は、ロータリバルブ５８の回転位置に拘わらず、常時、第１吸入通路２１に接続されている。
よって、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と第２吸入通路２２，２３とは、環状切り欠き部５４１及び側溝切り欠き部５４２（並びに側溝貫通孔５４３）を介して連通している。
【０１０４】
ロータリバルブ５８が開状態のとき、切り欠き５４に流入した燃料からロータリバルブ５８に加わる油圧は、第３実施形態と同様、軸方向及び径方向のバランスが保たれる。
【０１０５】
次に、図２２に示すように、ロータリバルブ５８が閉状態のとき、側溝切り欠き部５４２の第２開口５４５は、ポンプボディ１１の収容穴１１２の側面に覆われ、側溝切り欠き部５４２と第２吸入通路２２，２３との連通は遮断される。第２吸入通路２２，２３のロータリバルブ５８側に開口する端部２２１，２３１は、ロータリバルブ５８の側面５８３にそれぞれ対面している。よって、第１吸入通路２１と第２吸入通路２２，２３との連通は遮断されている。
【０１０６】
ここで、第２吸入通路２２，２３の端部２２１，２３１は、軸線ｃを挟んで互いに対向する位置に配置されており、第２吸入通路２２，２３に流入した燃料は、ロータリバルブ５８の側面５８３に対して互いに対向する方向に油圧を加える。このため、ロータリバルブ５８に径方向に加わる油圧は、互いに打ち消し合う。また、ロータリバルブ５８には軸方向の油圧は加わらない。よって、ロータリバルブ５８に加わる油圧は、径方向及び軸方向のバランスを保つことができる。
【０１０７】
以上のように、第５実施形態では、第２吸入通路２２，２３を設けることにより、閉状態時のロータリバルブ５８に加わる油圧バランスを保つことができる。これにより、閉状態のロータリバルブ５８を回転させるために必要なステッピングモータ４２の回転トルクは抑制される。
したがって、第５実施形態によっても、低騒音及び小型化を実現する高圧ポンプ１０を提供できる。
【０１０８】
（その他の実施形態）
（ア）第１実施形態では、ロータリバルブ４１の閉状態において、図４に示すように、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２の端部がロータリバルブ４１の第１端面４１１及び側面４１３にそれぞれ当接している。しかし、ロータリバルブ４１の閉状態は、第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２のいずれか一方の端部がロータリバルブ４１の切り欠き部４１４以外の部分に当接すればよい。この場合であっても、ロータリバルブ４１の切り欠き部４１４と燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２のいずれかとの連通が遮断され、ロータリバルブ４１は閉状態となる。
【０１０９】
（イ）第１実施形態では、図２に示すように、ロータリバルブ４１の切り欠き部４１４は第１端面４１１及び側面４１３の一部を半円柱形状に切り取ったものであり、第２実施形態では、図７に示すように、ロータリバルブ５３の切り欠き部４８４は第１端面４８１に第１開口部４８５を有し側面４８３に第２開口部４８６を有する貫通孔形状である。しかし、ロータリバルブ４１の切り欠き部の形状は、これら図２、図７に示すものに限定されるものではない。
ロータリバルブ４１の切り欠き部は、ロータリバルブ４１の開状態において、燃料吸入部２０の第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２の両方と連通し、ロータリバルブ４１の閉状態において、第１吸入通路２１及び第２吸入通路２２の少なくとも一方との連通を遮断するものであれば、他の形状であってもよい。
【０１１０】
（ウ）第１実施形態では、第２実施形態の図８、図９に示すような燃料溜まり４９が設けられていないが、燃料溜まりを設けることも可能である。この場合、ロータリバルブ４１の切り欠き部４１４は常時、燃料溜まりを介して燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と連通していることになる。このため、ロータリバルブ４１の切り欠き部４１４と燃料吸入部２０の第２吸入通路２２とが連通するか、或いはその連通が遮断されるかによって、ロータリバルブ４１は開状態となり、或いは閉状態となる。
【０１１１】
逆に、第２実施形態では、燃料溜まり４９が設けられているが、第１実施形態の図３〜図５に示すように、燃料溜まり４９を設けなくともよい。但し、この場合、ロータリバルブ５３の開状態において、ロータリバルブ５３の切り欠き部４８４の第２開口部４８６が燃料吸入部２０の第２吸入通路２２と連通するのみならず、ロータリバルブ５３の切り欠き部４８４の第１開口部４８５が燃料吸入部２０の第１吸入通路２１と連通する必要がある。
【０１１２】
（エ）第３〜第５実施形態において、ロータリバルブ５３，５７，５８に形成される側溝切り欠き部５４２，５９２の数は２つに限定されない。側溝切り欠き部５４２，５９２の数は、例えば１つであってもよいが、２つ以上の複数であることが好ましい。また、複数の側溝切り欠き部５４２，５９２は、ロータリバルブの軸線ｃを中心に挟んで形成されることが好ましい。
【０１１３】
（オ）第５実施形態において、燃料吸入部２０は、加圧室１２に接続する２つの第２吸入通路２２，２３を備えているが、第２吸入通路の数は２つに限定されず、ロータリバルブの軸線ｃを中心に挟んで形成された３つ以上であってもよい。
【０１１４】
（カ）その他、ロータリバルブに加わる油圧バランスを保つための切り欠き部の構成は、第３〜第５実施形態に例示したものに限られない。例えば、切り欠き部に流入した燃料からロータリバルブに加わる油圧が、ロータリバルブの両端面よりも内側において軸線ｃを中心にしてバランス良く加わるように、切り欠き部が構成されることが好ましい。
【０１１５】
（キ）第１〜第５実施形態における高圧ポンプ１０は、低圧燃料を圧縮して高圧燃料を吐出する燃料供給装置に用いられる場合を説明したが、本願発明はこのような用途に限定されるものではなく、燃料のみならず、他の液体や気体等の流体を対象とする高圧ポンプにも広く利用することが可能である。
即ち、本発明は上記のような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０・・・高圧ポンプ、  １１・・・ポンプボディ、  １２・・・加圧室、
２０・・・燃料吸入部、  ２１・・・第１吸入通路、  ２２・・・第２吸入通路、
３１・・・プランジャ、
４０・・・調量弁装置、
４１、４８、５３、５７、５８・・・ロータリバルブ、
４１４、４８４、５４、５９・・・切り欠き部、
４２・・・ステッピングモータ、
４５・・・ぜんまいバネ（フェールセーフ機構）、  ４９・・・燃料溜まり、
５０・・・吐出部、        ５１・・・吐出通路、  ５２・・・吐出逆止弁、
６０・・・燃料供給部。
【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】
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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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2015155688.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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