(57)【要約】【課題】作動音の小さい高圧燃料ポンプを提供する。【解決手段】高圧燃料ポンプは、電磁弁１０を備え、同電磁弁１０によって燃料噴射弁に圧送する燃料の量を制御する。そして、電磁弁１０の可動コア２０に電磁弁１０のステータ１７側ほど縮径したテーパ部２１が設けられ、可動コア２０を支持している電磁弁１０のハウジング１８のテーパ部２１と対向する位置に凹部２２が設けられているとともに、凹部２２とテーパ部２１とによって区画形成されたボール保持室２３にボール２４が収容されている。この高圧ポンプでは、ボール保持室２３のボール２４が位置する部分におけるテーパ部２１とハウジング１８との間の距離が、可動コア２０がステータ１７に近づくほど短くなり、可動コア２０がステータ１７に当接した状態ではボール２４の直径よりも短くなる。【選択図】図３
2015203374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと可動コアとの間に生じる電磁力の制御を通じて前記ステータに対して前記可動コアが当接したり離間したりすることで弁体が制御される電磁弁を備え、同電磁弁によって燃料噴射弁に圧送する燃料の量を制御する高圧燃料ポンプであって、
前記可動コアに前記ステータ側ほど縮径したテーパ部が設けられ、前記可動コアを支持しているハウジングの前記テーパ部と対向する位置に凹部が設けられているとともに、前記凹部と前記テーパ部とによって区画形成されたボール保持室にボールが収容されており、
前記ボール保持室の前記ボールが位置する部分における前記テーパ部と前記ハウジングとの間の距離が、前記可動コアが前記ステータに近づくほど短くなり、前記可動コアが前記ステータに当接した状態では前記ボールの直径よりも短くなる高圧燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられる高圧燃料ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には高圧の燃料を燃料噴射弁に供給するための高圧燃料ポンプが設けられている（例えば、特許文献１など）。高圧燃料ポンプには、燃料噴射弁に圧送する燃料の量を制御する電磁弁が設けられている。電磁弁は、可動コアとステータとを有し、ステータのコイルへの通電により発生する電磁力によって可動コアがステータ側に移動してこれらが当接する。また、コイルへの通電を中止するとステータから可動コアが離間する。高圧燃料ポンプでは、こうした通電制御を通じて可動コアを移動させて電磁弁の弁体を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３‐６５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この電磁弁では、可動コアがステータに当接する際に打音が発生する。このため、こうした電磁弁を備える高圧燃料ポンプでは、作動音が大きくなる。
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、作動音の小さい高圧燃料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】
【０００５】
上記課題を解決するための高圧燃料ポンプは、ステータと可動コアとの間に生じる電磁力の制御を通じてステータに対して可動コアが当接したり離間したりすることで弁体が制御される電磁弁を備え、同電磁弁によって燃料噴射弁に圧送する燃料の量を制御する。そして、可動コアにステータ側ほど縮径したテーパ部が設けられ、可動コアを支持しているハウジングのテーパ部と対向する位置に凹部が設けられているとともに、凹部とテーパ部とによって区画形成されたボール保持室にボールが収容されている。この高圧ポンプでは、ボール保持室のボールが位置する部分におけるテーパ部とハウジングとの間の距離が、可動コアがステータに近づくほど短くなり、可動コアがステータに当接した状態ではボールの直径よりも短くなる。
【０００６】
上記構成では、可動コアがステータ側に移動すると、それに伴いボール保持室が徐々に狭くなる。そして、ステータと可動コアとが当接した状態では、ボール保持室に収容されたボールがテーパ部とハウジングとの間に挟み込まれた状態になる。すなわち、可動コアがステータ側に移動している過程において、可動コアがステータに当接する前にテーパ部の壁面とボールとが当接する状態になり、テーパ部とボールとの間に摩擦力が発生するようになる。これにより、可動コアの移動速度が減少して、可動コアが緩やかにステータに当接するようになる結果、ステータと可動コアとが当接する際に発生する打音が小さくなる。したがって、上記構成によれば、作動音の小さい高圧燃料ポンプを実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態の高圧燃料ポンプの構成を示す断面図。
【図２】同実施形態の高圧燃料ポンプの電磁弁を拡大して示す断面図。
【図３】同実施形態の高圧燃料ポンプの電磁弁における通電時の状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、高圧燃料ポンプの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、高圧燃料ポンプは、シリンダ１が設けられたボデー２を有している。シリンダ１には、プランジャ３が上下動可能に収容されている。プランジャ３の基端には、リフタ４が固定されている。リフタ４は、スプリング５によってプランジャ３を下降させる方向（図１の下方）に付勢されている。リフタ４の下端面には吸気カムシャフト６に固定された駆動カム７が当接している。駆動カム７はノーズ部８を有し、駆動カム７の回転に伴ってこのノーズ部８がリフタ４をスプリング５の付勢力に抗して押し上げてプランジャ３を上昇させる。また、ノーズ部８がリフタ４を押し上げた後はスプリング５の付勢力によってリフタ４が押し下げられ、プランジャ３が下降する。このように、プランジャ３は駆動カム７の回転に伴いシリンダ１内で周期的に上下動する。
【０００９】
シリンダ１には、プランジャ３によって区画形成された加圧室９が設けられている。この加圧室９には、電磁弁１０、及びパルセーションダンパ１１を通じて低圧燃料通路が接続されている。低圧燃料通路には低圧燃料ポンプによって燃料が供給される。低圧燃料通路に供給された燃料は、パルセーションダンパ１１及び電磁弁１０を通過して加圧室９に流入する。
【００１０】
また、加圧室９には、ボデー２に設けられた吐出通路１２が接続されている。吐出通路１２には、逆止弁１３を介して燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料通路が接続されている。なお、逆止弁１３は、加圧室９から高圧燃料通路への燃料の流出を許容する一方、高圧燃料通路から加圧室９への燃料の流入を禁止する。
【００１１】
この高圧燃料ポンプでは、燃料噴射弁に燃料を供給するときには、プランジャ３が下降して加圧室９に燃料が吸入された状態で電磁弁１０を閉弁させる。こうした状態でプランジャ３が上昇すると、加圧室９内の燃料が加圧される。そして、加圧室９内の燃圧が上昇し逆止弁１３が開弁すると、加圧室９から高圧燃料通路に燃料が吐出される。なお、電磁弁１０の閉弁時期を遅らせて、プランジャ３が上昇しているときに電磁弁１０を開弁状態に保持することで、加圧室９から低圧燃料通路に燃料を戻して、高圧燃料通路に圧送する燃料の量を制御することができる。
【００１２】
なお、高圧燃料ポンプでは、プランジャ３の周期的な上下動に伴って低圧燃料通路から加圧室９への燃料の流入が周期的に行われる。また、プランジャ３が上昇しているときに電磁弁１０が開弁状態に保持されていると加圧室９から低圧燃料通路への燃料の排出が行われる。その結果、低圧燃料通路内の燃料の圧力が変動して圧力脈動が生じるおそれがある。このため、高圧燃料ポンプにはパルセーションダンパ１１が設けられ、このパルセーションダンパ１１によって圧力脈動を吸収するようにしている。パルセーションダンパ１１には、ダイアフラム１４が収容され、このダイアフラム１４によってパルセーションダンパ１１の内部は、低圧燃料通路及び加圧室９と連通して内部に燃料が充填された液室１５と、気体が充填されたガス室１６とに区画されている。そして、プランジャ３の上下動に伴い加圧室９に発生した圧力脈動がパルセーションダンパ１１に伝達されると、ダイアフラム１４が撓んで液室１５及びガス室１６の容積を変化させ、圧力の変動を吸収する。その結果、低圧燃料通路に生じる圧力脈動が抑えられる。
【００１３】
次に、図２及び図３を参照して、高圧燃料ポンプに設けられる電磁弁１０の構成について説明する。
図２に示すように、電磁弁１０には、ステータ１７が設けられている。ステータ１７はハウジング１８に固定されており、その外周にコイル１９が配設されている。また、電磁弁１０のハウジング１８には、可動コア２０が収容されている。可動コア２０には、ステータ１７側ほど縮径したテーパ部２１が設けられている。また、可動コア２０を支持しているハウジング１８には、テーパ部２１と対向する位置に凹部２２が設けられている。凹部２２はテーパ部２１の周方向全周に亘って設けられており、この凹部２２とテーパ部２１とによってボール保持室２３が区画形成されている。ボール保持室２３には、複数のボール２４が収容されている。
【００１４】
また、可動コア２０は、スプリング２５によってステータ１７から離間する方向（図２の右方向）に付勢されている。可動コア２０にはニードル２６が接続され、ニードル２６はハウジング１８に設けられた燃料通路２７に挿通されている。燃料通路２７は、導入孔２８を通じてパルセーションダンパ１１の液室１５と連通している。なお、燃料通路２７に設けられたシール部材２９によって、ニードル２６の外周面と燃料通路２７の内周面との隙間から可動コア２０側へ燃料が漏出することを抑制している。燃料通路２７は電磁弁１０の弁体３０が収容された弁室３１に連通している。弁体３０は、ニードル２６とは別体に形成され、スプリング３２によって弁室３１に設けられた弁座３３から離間する方向（図２の左方向）に付勢されている。弁座３３には、流通孔３４が形成されており、燃料通路２７から弁室３１に流れた燃料は、流通孔３４を通じて加圧室９に流入する。
【００１５】
こうした電磁弁１０では、コイル１９への通電が行われていないときには、図２に示すように、可動コア２０がスプリング２５の付勢力によって図２の右方向に移動して、ニードル２６が弁体３０を押圧した状態となる。このため、弁体３０はスプリング３２の付勢力に抗して移動し、弁座３３に当接する。これにより、電磁弁１０が開弁状態となり、低圧燃料通路と加圧室９とが連通した状態となる。
【００１６】
一方、図３に示すように、コイル１９への通電が行われると、ステータ１７と可動コア２０との間に生じる電磁力によって可動コア２０がスプリング２５の付勢力に抗して図２の左方向に移動する。このため、弁体３０もスプリング３２の付勢力によって弁座３３から離間する方向（図２の左方向）に移動して、燃料通路２７を閉塞する。そして、可動コア２０が更に移動してステータ１７に当接すると、ニードル２６と弁体３０とが離間した状態となる。このように弁体３０が燃料通路２７を閉塞すると電磁弁１０が閉弁状態となり、プランジャ３が上昇したときに、加圧室９から低圧燃料通路に燃料が排出されなくなる。
【００１７】
また、こうして可動コア２０がステータ１７に近づく方向に移動すると、ボール保持室２３のボール２４が位置する部分におけるテーパ部２１とハウジング１８との間の距離は徐々に短くなる。そして、可動コア２０がステータ１７に当接した状態では、この距離はボール２４の直径よりも短くなる。
【００１８】
次に、本実施形態の高圧燃料ポンプの作用について説明する。
本実施形態では、可動コア２０にテーパ部２１が設けられ、可動コア２０がステータ１７側に移動すると、それに伴いボール保持室２３が徐々に狭くなる。そして、図３に示すように、ステータ１７と可動コア２０とが当接した状態では、ボール保持室２３に収容されたボール２４がテーパ部２１とハウジング１８との間に挟み込まれた状態になる。すなわち、可動コア２０がステータ１７側に移動している過程において、可動コア２０がステータ１７に当接する前にテーパ部２１の壁面とボール２４とが当接する状態になり、テーパ部２１とボール２４との間に摩擦力が発生するようになる。これにより、可動コア２０の移動速度が減少して、可動コア２０が緩やかにステータ１７に当接するようになる。
【００１９】
一方、可動コア２０がステータ１７から離間するときには、ボール保持室２３が徐々に広くなり、図２に示すように、ボール２４がテーパ部２１とハウジング１８との間に挟まれていない状態となる。このため、可動コア２０の動きが阻害されず、弁体３０をニードル２６によって押圧して弁座３３に当接させることができる。
【００２０】
以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ステータ１７に可動コア２０を当接させるときには、可動コア２０がステータ１７に当接する前にテーパ部２１の壁面とボール２４とが当接する状態になり、テーパ部２１とボール２４との間に摩擦力が発生する。このため、可動コア２０の移動速度が減少して、ステータ１７と可動コア２０とが当接する際に発生する打音が小さくなる。したがって、作動音の小さい高圧燃料ポンプを実現することができるようになる。
【００２１】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・上記実施形態では、ボール２４を複数備える例を示したが、ボール２４は一つであってもよい。
【００２２】
・上記実施形態では、凹部２２をテーパ部２１の周方向全周に亘って設けるようにしたが、周方向の一部に設けるようにしてもよい。こうした構成によっても、上記（１）と同様の効果を得ることはできる。
【００２３】
・上記実施形態では、ステータ１７の外周にコイル１９を配設するようにしたが、例えばコイル１９を可動コア２０の外周に配設する等、コイル１９の配設位置を適宜変更してもよい。
【００２４】
・上記実施形態では、電磁弁１０のニードル２６と弁体３０とを別体に形成する例を示したが、これらを一体に形成してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１…シリンダ、２…ボデー、３…プランジャ、４…リフタ、５…スプリング、６…吸気カムシャフト、７…駆動カム、８…ノーズ部、９…加圧室、１０…電磁弁、１１…パルセーションダンパ、１２…吐出通路、１３…逆止弁、１４…ダイアフラム、１５…液室、１６…ガス室、１７…ステータ、１８…ハウジング、１９…コイル、２０…可動コア、２１…テーパ部、２２…凹部、２３…ボール保持室、２４…ボール、２５…スプリング、２６…ニードル、２７…燃料通路、２８…導入孔、２９…シール部材、３０…弁体、３１…弁室、３２…スプリング、３３…弁座、３４…流通孔。
【図１】
2015203374.tif 000003
【図２】
2015203374.tif 000004
【図３】
2015203374.tif 000005