(57)【要約】  高圧燃料供給ポンプの加圧室出口に設けられている吐出弁機構について、限定された燃料通路から逆流することで、燃料の流速が高くなり、キャビテーションが発生しやすく、且つ発生したキャビテーションの崩壊により、シート面が損傷してしまい、弁機能が維持できなくなるという問題を解決する。本発明は、シート部を有するシート部材と、前記シート部と着座する、又は離座する弁体と、該シート部材の外周側に配置されるハウジング部材と、を備えた弁機構において、前記弁体が前記シート部から離座した場合に前記シート部の内周側と外周側とを連通する第１の流体流路が形成され、前記シート部材の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、又は、前記弁体の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、前記第１の流体流路と繋がる第２の流体流路が形成され、前記第２の流体流路の前記弁機構の軸方向に沿う断面積が０．１８平方ｍｍ以上である。
2016121446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部を有するシート部材と、
前記シート部と着座する、又は離座する弁体と、
該シート部材の外周側に配置されるハウジング部材と、を備えた弁機構において、
前記弁体が前記シート部から離座した場合に前記シート部の内周側と外周側とを連通する第１の流体流路が形成され、前記シート部材の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、又は、前記弁体の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、前記第１の流体流路と繋がる第２の流体流路が形成され、
前記第２の流体流路の前記弁機構の軸方向に沿う断面積が０．１８平方ｍｍ以上となるように形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項２】
シート部を有するシート部材と、
前記シート部と着座する、又は離座する弁体と、
該シート部材の外周側に配置されるハウジング部材と、を備えた弁機構において、
前記弁体が前記シート部から離座した場合に前記シート部の内周側と外周側とを連通する第１の流体流路が形成され、前記シート部材の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、又は、前記弁体の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、前記第１の流体流路と繋がる第２の流体流路が形成され、
前記弁体が最大にストロークした状態において、前記第１の流体流路の流路面積に対して前記第２の流体流路の断面積が２／３倍以上となるように形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の弁機構において、前記第２の流体流路の前記断面積は、前記シート部材の外周面と前記弁体の外周面と前記ハウジング部材の内周面とにより構成されることを特徴とする弁機構。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の弁機構において、前記シート部材の外周面と前記ハウジング部材の内周面と前記シート部から前記軸方向と垂直に外周方向に延びる延長線とで構成されて前記軸方向に沿うシート部材側断面積は、前記弁体の外周面と前記ハウジング部材の内周面と前記延長線とで構成されて前記軸方向に沿う弁体側断面積よりも大きく形成されることを特徴とする弁機構。  
【請求項５】
請求項４に記載の弁機構において、前記シート部材側断面積の前記軸方向の大きさは、前記弁体側断面積の前記軸方向の大きさよりも大きく形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の弁機構において、前記第２の流体流路は、前記シート部材の外周側に、又は前記弁体の外周側の全周に渡って形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の弁機構において、前記シート部材の外周側に内部に凹む段差部が形成され、この段差部により弁体保持部材がのり上げることなく挿入されることを特徴とする弁機構。
【請求項８】
弁体と、
該弁体と接触するシート部を有するシート部材と、
該シート部材の外周側で前記シート部材を保持するハウジング部材と、を備えた弁機構において、
前記シート部材の外周面は前記弁体から前記シート部材に向かう方向に沿って外周側に広がるシート部材傾斜部が形成され、該傾斜部と前記ハウジング部材との間に隙間が形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項９】
請求項８に記載の弁機構において、前記シート部材の外周面は、前記シート部材傾斜部よりも前記弁体の側に前記ハウジング部材の内周面と略平行な平面部が形成され、該平面部と前記ハウジング部材との間に隙間が形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項１０】
請求項８に記載の弁機構において、前記弁体は、前記シート部との接触面の外周側に前記シート部材は、前記シート部材から前記弁体に向かう方向に沿って外周側に広がる弁体傾斜部が形成され、該弁体傾斜部と前記ハウジング部材との間に隙間が形成され、前記接触面と前記弁体傾斜部の両端部とにより形成される傾斜角度より、前記接触面と前記シート部材傾斜部の両端部とにより形成される傾斜角度の方が大きいことを特徴とする弁機構。
【請求項１１】
請求項８に記載の弁機構において、前記シート部材の外周面は、前記シート部材傾斜部よりも前記弁体と反対側に前記ハウジング部材の内周面と略平行な平面部が形成され、前記ハウジング部材は該平面部と接触することで前記シート部材を保持することを特徴とする弁機構。
【請求項１２】
請求項１１に記載の弁機構において、前記シート部材の外周面は、前記平面部のさらに前記弁体と反対側に内周側に凹部が形成され、該凹部と前記ハウジング部材との間には隙間が形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項１３】
請求項８に記載の弁機構において、前記シート部材傾斜部は前記シート部の平面部の端部から外周側に傾斜するように形成されることを特徴とする弁機構。
【請求項１４】
請求項８に記載の弁機構において、前記シート部材傾斜部はテーパ形状で構成されることを特徴とする弁機構。
【請求項１５】
燃料を加圧する加圧室と、
前記加圧室で加圧された燃料を吐出する吐出弁と、を備えた高圧燃料供給ポンプにおいて、
前記吐出弁として請求項１、２又は８に記載の弁機構が取り付けられたことを特徴とする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、エンジンに燃料を高圧で供給する高圧燃料供給ポンプに関し、特に吐出弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−８０３９１号公報に記載されている従来の高圧燃料ポンプでは、吐出弁部材と、弁シート部材と、吐出弁ばねと、シート面、吐出弁ばねとを包囲するようにして弁シート部材と結合されて内部に弁収納部を形成する弁保持部材とを備えた吐出機構を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８０３９１号公報
【特許文献２】特許第５１８０３６５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、内部に弁を収納するように形成された弁保持部材を備えた吐出弁機構の構成では、特開２０１１−８０３９１号の図１３の８ｄに記載の様に、限定された燃料通路しか確保できず、限定された燃料流路に、燃料の流れが限定されてしまうと問題があった。特に吐出完了後の閉弁時に、弁前後の圧力差が生じて、一度吐出した燃料が逆流する際に、限定された燃料通路から集中して逆流してしまうため、逆流時の燃料の流速が高くなり、キャビテーションが発生しやすく、且つ発生したキャビテーションの崩壊エネルギーにより、シート面が損傷してしまい、弁機能が維持できなくなると言う問題がある。【０００５】
本発明の目的は、弁機能の損傷発生を防止し、高品質な弁機構、及びこれを備えた高圧燃料供給ポンプを供給することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明では、シート部を有するシート部材と、前記シート部と着座する、又は離座する弁体と、該シート部材の外周側に配置されるハウジング部材と、を備えた弁機構において、前記弁体が前記シート部から離座した場合に前記シート部の内周側と外周側とを連通する第１の流体流路が形成され、前記シート部材の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、又は、前記弁体の外周面と前記ハウジング部材の内周面との間に、前記第１の流体流路と繋がる第２の流体流路が形成され、前記第２の流体流路の前記弁機構の軸方向に沿う断面積が０．１８平方ｍｍ以上となるように構成した。
【発明の効果】
【０００７】
このように構成した本発明によれば、弁前後の圧力差が生じて、一度吐出した燃料が逆流する際に、燃料は第一の燃料通路と第二の燃料通路を逆流するため、逆流時の燃料の流速を低減させることができる。これにより、キャビテーションが発生を抑制でき、キャビテーションの崩壊によるシート面の損傷を抑制できるため、弁機能の品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの一例である。
【図２】本発明が実施された第一実施例による吐出弁機構の吐出工程における縦断面図である。
【図３】本発明が実施された第一実施例による吐出弁機構の吸入工程における縦断面図である。
【図４】本発明が実施された第一実施例による吐出弁機構の開弁時の断面図である。
【図５】本発明が実施された第一実施例による吐出弁機構の開弁時の拡大図であり、流体流路を示す。
【図６】本発明の課題を説明するための吐出弁機構の閉弁時の断面図である。
【図７】本発明の課題を説明するための吐出弁機構の横断面図であり、逆流時の燃料の流れを示す。
【図８】本発明が実施された第一実施例による吐出弁機構の横断面図であり、逆流時の燃料の流れを示す。
【図９】燃料通路断面積とキャビテーションによるシート部の損傷の関係性を示すグラフである。
【図１０】本発明が実施された第一実施例による吐出弁機構の分解斜視図である。
【図１１】本発明が実施された第二実施例による吐出弁機構の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、図１〜図１１を用いて、本発明の第１の実施形態による高圧燃料供給ポンプの構成及び動作について説明する。【００１１】
最初に、図１を用いて、本実施形態による高圧燃料供給ポンプを用いる高圧燃料供給システムの構成について説明する。【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態による高圧燃料供給ポンプを用いる高圧燃料供給システムの全体構成図である。【００１３】
図１において、破線で囲まれた部分は、高圧燃料供給ポンプのポンプハウジング１を示し、この破線の中に示された機構と部品を、その中に一体に組み込んで、本実施形態の高圧燃料供給ポンプを構成している。また、図中において、点線は、電気信号の流れを示している。【００１４】
燃料タンク２０の中の燃料は、フィードポンプ２１によって汲み上げられ、吸入配管２８を通じてポンプハウジング１の燃料吸入口１０ａに送られる。燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｃを介して、容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。【００１５】
電磁吸入弁機構３０は、電磁コイル３０ｂを備えている。電磁コイル３０ｂが通電されている状態で、電磁プランジャ３０ｃは、ばね３３を圧縮して図１における左方に移動した状態となり、その状態が維持される。このとき、電磁プランジャ３０ｃの先端に取付けられた吸入弁体３１は、高圧燃料供給ポンプの加圧室１１に通じる吸入口３２を開く。電磁コイル３０ｂが通電されていない状態であって、吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間に流体差圧がない時は、ばね３３の付勢力により、吸入弁体３１は、閉弁方向（図１における右方）に付勢されて吸入口３２は閉じられた状態となって、この状態が維持される。図１は、吸入口３２は閉じられた状態を示している。【００１６】
加圧室１１には、プランジャ２が図１の上下方向に摺動可能に保持されている。内燃機関のカムの回転により、プランジャ２が図１の下方に変位して吸入工程状態にある時は、加圧室１１の容積は増加し、その中の燃料圧力は低下する。この工程において、加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入弁体３１には燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁体３１を図１の左方に変位させる力）が発生する。この開弁力により、吸入弁体３１は、ばね３３の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３２を開く。この状態にて、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３０に印加されると、電磁吸入弁３０の電磁コイル３０ｂに電流が流れ、磁気付勢力により電磁プランジャ３０ｃが図１の左方に移動して、吸入口３２を開いた状態を維持する。【００１７】
電磁吸入弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したまま、プランジャ２が吸入工程から圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）へと移行すると、電磁コイル３０ｂへの通電状態が維持されているので、磁気付勢力は維持されて吸入弁体３１は依然として開弁した状態を維持する。加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴って減少するが、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体３１と吸入口３２との間を通過して吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室１１の圧力が上昇することはない。この工程を、戻し工程という。【００１８】
戻し工程において、電磁コイル３０ｂへの通電を断つと、電磁プランジャ３０ｃに働いていた磁気付勢力は一定時間後（磁気的、機械的遅れ時間後）に消去される。そうすると、吸入弁体３１に常時働いているばね３３の付勢力および吸入口３２の圧力損失により発生する流体力により、吸入弁体３１は、図１の右方に移動して吸入口３２を閉じる。吸入口３２が閉じると、この時から加圧室１１内の燃料圧力は、プランジャ２の上昇と共に上昇する。そして、加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１３の燃料圧力よりも所定の値だけ大きい圧力を超えた時に、加圧室１１に残っている燃料は、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を介して、高圧吐出が行われてコモンレール２３へと供給される。この工程を吐出工程という。上記のとおり、プランジャ２の圧縮工程は、戻し工程と吐出工程からなる。【００１９】
戻し工程中に、吸入通路１０ｃに戻された燃料により吸入通路には圧力脈動が発生するが、この圧力脈動は、吸入口１０ａから吸入配管２８へ僅かに逆流するのみであり、燃料の戻しの大部分は圧力脈動低減機構９により吸収される。【００２０】
ＥＣＵ２７が電磁吸入弁機構３０の電磁コイル３０ｃへの通電解除のタイミングを制御することにより、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３０ｂへの通電解除のタイミングを早くすれば、圧縮工程における戻し工程の割合を小さく、吐出工程の割合を大きくする。すなわち、吸入通路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）に戻される燃料を少なく、高圧吐出される燃料を多くする。これに対し、上記の通電解除のタイミングを遅くすれば、圧縮工程における戻し工程の割合を大きく、吐出工程の割合を小さくする。すなわち、吸入通路１０ｃに戻される燃料を多く、高圧吐出される燃料を少なくする。上記の通電解除のタイミングは、ＥＣＵ２７から指令により制御される。【００２１】
以上のように、ＥＣＵ２７が電磁コイルの通電解除のタイミングを制御することにより、高圧吐出される燃料量を、内燃機関が必要とする量とすることができる。【００２２】
ポンプハウジング１内において、加圧室１１の出口側には吐出口（吐出側配管接続部）１３との間に吐出弁ユニット（吐出弁機構）８が設けられる。吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は、弁シート部材８ａと、吐出弁部材８ｂと、吐出弁ばね８ｃと、弁保持部材８ｄとからなる。加圧室１１と吐出口１３との間に燃料の差圧がない状態では、吐出弁部材８ｂは、吐出弁ばね８ｃによる付勢力で弁シート部材８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１３の燃料圧力よりも所定の値だけ大きい圧力を超えた時に、吐出弁部材８ｂは吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を経て吐出口１３へと吐出される。【００２３】
吐出弁部材８ｂは開弁した後、弁保持部材８ｄに形成されたストッパ８０５に接触すると動作を制限される。そのゆえ、吐出弁部材８ｂのストロークは、弁保持部材８ｄによって適切に決定される。【００２４】
また、吐出弁部材８ｂが開弁と閉弁運動を繰り返す時に、ストローク方向に円滑に運動するように、弁保持部材８ｄの内壁８０６によりガイドしている。以上のように構成することにより、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は、燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。なお、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の詳細構成については、図２〜図５、図７、図１１を用いて後述する。【００２５】
以上説明したようにして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料は、ポンプハウジング１の加圧室１１内にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を通じて、吐出口１３から高圧配管であるコモンレール２３に圧送される。【００２６】
また、ここまで無通電時に閉弁状態であり、通電時に開弁状態となるノーマルクローズ型の電磁弁を用いた例について説明したが、これとは逆に無通電時に開弁状態であり、通電時に閉弁状態となるノーマルオープン型の電磁弁を用いてもよい。この場合、ＥＣＵ２７からの流量制御指令はＯＮとＯＦＦが逆転する。【００２７】
コモンレール２３には、インジェクタ２４と圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、ＥＣＵ２７の制御信号により、インジェクタ２４は開閉動作をして、所定量の燃料をシリンダ内に噴射する。【００２８】
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による高圧燃料供給ポンプに用いられる吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の構成について説明する。  
図２に、吐出弁機構部（圧縮工程状態）の拡大図を示す。  
図３に、吐出弁機構部（吸入工程状態）の拡大図を示す。  
加圧室１１の出口には吐出弁ユニット（吐出弁機構）８が設けられている。吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は弁シート部材８ａ、吐出弁部材８ｂ、吐出弁ばね８ｃ、吐出弁ストッパとしての弁保持部材８ｄからなる。まずポンプハウジング１の外で、溶接部８ｅをレーザー溶接することにより吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を組み立てた後、図中左側から組み立てた吐出弁ユニット（吐出弁機構）８をポンプハウジング１に圧入し、圧入部８ａ１にて固定する。圧入する際には溶接部８ｅよりも大きな径の段付き面部として形成された荷重受け部８ａ２に装着治具を当て、図面右側に押してポンプハウジング１に圧入固定する。【００２９】
弁保持部材８ｄの吐出側先端に通路８ｄ２が設けられている。そのため、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は加圧室１１と吐出口１２との間に燃料の差圧が無い状態では、吐出弁部材８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で弁シート部材８ａのシート面部８ａ３に圧接され着座状態（閉弁状態）となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも吐出弁ばね８ｃによる開弁圧以上に大きくなった時に初めて、図２のように吐出弁部材８ｂが吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。このとき、燃料は弁保持部材８ｄに設けた単数個もしくは複数個の通路８ｄ１を通過して、加圧室１１から吐出口１２へ圧送される。その後、吐出口１２の燃料圧力と吐出弁ばね８ｃによる開弁圧の合計が、加圧室１１内の燃料圧力よりも大きくなった時に、吐出弁部材８ｂは元のように閉弁する。これにより、高圧燃料吐出後に吐出弁部材８ｂを閉弁することが可能になる。【００３０】
なお、吐出弁部材８ｂの開弁圧は０．１ＭＰａ以下にセットしている。前述したように、フィード圧は０．４ＭＰａであり、吐出弁部材８ｂはフィード圧で開弁する。これにより、高圧燃料供給ポンプの故障等により燃料を高圧に加圧することが不可能になった場合でも、燃料はフィード圧によってコモンレールに供給され、インジェクタ２４は燃料を噴射することができる。【００３１】
吐出弁部材８ｂは開弁した際、弁保持部材８ｄの内周部に設けたストッパ８０５と接触し、動作が制限される。したがって、吐出弁部材８ｂのストロークは弁保持部材８ｄの内周部に設けたストッパ８０５によって構成される段差で適切に決定される。また、吐出弁部材８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁部材８ｂがストローク方向にのみ運動するように、弁保持部材８ｄの内周面８０６でガイドしている。  
以上のように構成することで、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。【００３２】
次に、本実施形態の吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の特徴的な構成について説明する。
本実施例では吐出弁部材８ｂが弁シート部材８ａから離座した場合に、吐出弁部材８ｂの移動方向に対して、加圧室１１から吐出口１２に圧送される燃料通路の内、弁シート部材８ａの内周側と外周側へ、更に弁保持部材８ｄに設けた通路８ｄ１を通過する流体流路を第１の流体流路８ｆ１とし、前記弁シート部材８ａの内周側から外周面へと流れ弁保持部材８ｄの内周壁との間に、又は、前記吐出弁部材８ｂの外周面と前記弁保持部材８ｄの内周壁との間に、前記第１の流体流路８ｆ１と繋がる第２の流体流路８ｆ２とし、プランジャ２の上昇と共に加圧室１１内で圧縮された燃料は、加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも吐出弁ばね８ｃによる開弁圧以上に大きくなった時に、図２のように吐出弁部材８ｂが吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は、第一の流体流路８ｆ１、及び第２の流体流路８ｆ２を介して吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。【００３３】
その後、吐出口１２の燃料圧力と吐出弁ばね８ｃによる開弁圧の合計が、加圧室１１内の燃料圧力よりも大きくなった時に、吐出弁部材８ｂは元のように閉弁する。これにより、高圧燃料吐出後に吐出弁部材８ｂを閉弁することが可能になるが、この閉弁の動作中に、圧縮工程から吸入工程へと移行したプランジャ２の動きにより、加圧室内１１の燃料圧力が低下することにより、吐出口１２の燃料圧力＞加圧室１１の燃料圧力となり、高圧燃料吐出後に吐出弁部材８ｂが閉弁する過程において、高圧の燃料が低圧の加圧室１１へと逆流してしまう。（図３）【００３４】
この逆流は、高圧燃料吐出後に吐出弁部材８ｂが完全に閉弁するまで続き、この逆流の流速は完全に閉弁する間際に最大となり、燃料の流速が早くなると燃料の圧力が低下し、飽和蒸気圧に達するとキャビテーションが発生する。この発生したキャビテーションは、キャビテーションの周りの圧力が低下した燃料圧力が飽和蒸気圧以上に回復する時に、大きな崩壊エネルギーを伴って崩壊する。このキャビテーション崩壊が、弁シート部材８ａや吐出弁部材８ｂの近傍で発生すると、弁シート部材８ａや吐出弁部材８ｂを損損させてしまい、繰り返しのキャビテーション崩壊により、最悪は閉弁時に弁シート部材８ａと吐出弁部材８ｂとが対向して形成されるシート面８ａ３が損傷して閉弁出来なくなり、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の燃料の流通方向を制限する逆止弁という機能が果せなくなる。【００３５】
この燃料の逆流の流速を低下させることが、キャビテーションの発生を抑制し、強いてはキャビテーション崩壊によるシート面の損傷を抑制でき、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の燃料の流通方向を制限する逆止弁と言う機能を維持できる。【００３６】
ここで、特開２０１１−８０３９１号公報に記載されている従来の吐出弁部機構での逆流時の燃料の流れを図示化した図を図７に、本実施形態での吐出弁ユニット（吐出弁機構）８での逆流時の燃料の流れを図示化した図を図８にて説明する。【００３７】
従来の吐出弁部機構を示した図７は、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の吐出弁部材８ｂのストローク軸に直交し、閉弁時に弁シート部材８ａと吐出弁部材８ｂとが対向して形成されるシート面８ａ３を通る断面図である。吐出口１２から加圧室１１へ逆流する燃料は、弁保持部材８ｄに設けられた通路８ｄ１を通過する流体流路８ｆ１のみからしか逆流できないため、逆流する燃料は流体流路８ｆ１に集中してしまうために流速が高くなってしまい、逆流する燃料は前述した飽和蒸気圧以下に達してキャビテーションが発生してしまい、キャビテーション崩壊時に弁シート部材８ａや吐出弁部材８ｂを損損させてしまう。【００３８】
一方、本実施形態での吐出弁部機構を示した図８は、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の吐出弁部材８ｂのストローク軸に直交し、閉弁時に弁シート部材８ａと吐出弁部材８ｂとが対向して形成されるシート面８ａ３を通る断面図である。  吐出口１２から加圧室１１へ逆流する燃料は、弁保持部材８ｄに設けられた通路８ｄ１を通過する流体流路８ｆ１と、前記の第二の流体通路８ｆ２と合わせた全周３６０度から逆流できるため、図７に示した従来の吐出弁機構の逆流流体流路８ｆ１に逆流が集中することなく、逆流する燃料はより均一に流れるために流速が高くなることが抑制できることにより、キャビテーションの発生を抑制し、強いてはキャビテーション崩壊によるシート面の損傷を抑制でき、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の燃料の流通方向を制限する逆止弁と言う機能を維持できる。【００３９】
以上の通り、本実施例の弁機構は、シート部（シート面８ａ３）を有するシート部材８ａと、シート面８ａ３と着座する、又は離座する弁体（吐出弁部材８ｂ）と、シート部材８ａの外周側に配置されるハウジング部材（弁保持部材８ｄ）と、を備えている。また、弁体（吐出弁部材８ｂ）がシート部（シート面８ａ３）から離座した場合にシート部（シート面８ａ３）の内周側と外周側とを連通する第１の流体流路（流体流路８ｆ１）が形成され、シート部材８ａの外周面とハウジング部材（弁保持部材８ｄ）の内周面との間に、又は、弁体（吐出弁部材８ｂ）の外周面とハウジング部材（弁保持部材８ｄ）の内周面との間に、第１の流体流路（流体流路８ｆ１）と繋がる第２の流体流路８ｆ２が形成される。そして本実施例においては、第２の流体流路８ｆ２の弁機構の軸方向に沿う断面積が０．１８平方ｍｍ以上であることを特徴とするものである。【００４０】
図９は、第２の流体流路８ｆ２の前記弁機構の軸方向に沿う断面積８ｇを変数として横軸に、縦軸はキャビテーションの発生指数を示している。キャビテーション指数とは、流体解析にて求めた指数であり、キャビテーション指数が大きくなるとキャビテーションが発生しやすくなる。第２の流体流路８ｆ２の前記弁機構の軸方向に沿う断面積８ｇは、好ましくは０．１８平方ｍｍ以上とすることにより、キャビテーション発生を抑制できることを表している。【００４１】
ここで本実施例において第１の流体流路８ｆ１のハウジング部材（弁保持部材８ｄ）の入口における吐出弁部材８ｂが最大にストロークした時の流路面積８ｉは０．２９平方ｍｍである。この流路面積８ｉは、図５において吐出弁部材８ｂが最大にストロークした状態において、流体流路８ｆ１を側面から（図５の下側から）見て、流体流路８ｆ１の断面を弁保持部材８ｄの通路８ｄ１に投影した断面の面積で流路面積８ｉが定義される。つまり、流体流路８ｆ１の断面の対向する両辺は弁保持部材８ｄの通路８ｄ１の一部で構成される。また、これと別の両辺はシート面８ａ３とこれに対向する吐出弁部材８ｂの着座面とで構成される。これと断面積８ｇを比較すると、第１の流体流路８ｆ１の上記流路面積８ｉに対して第２の流体流路８ｆ２の上記断面積８ｇは２／３倍以上であることが望ましい。また、本実施例において弁保持部材８ｄの通路８ｄ１は複数、円形状に形成されており、その流れ方向の断面積（流路面積）は１．８９平方ｍｍである。弁保持部材８ｄの通路８ｄ１は図３に示すものであり、テーパ面はここでは考慮しない。これと断面積８ｇを比較すると、この弁保持部材８ｄの通路８ｄ１の流路面積に対して第２の流体流路８ｆ２の上記断面積８ｇは１／１０倍以上となるように形成される。これにより上記したキャビテーション発生を抑制することが可能となるものである。【００４２】
また、第２の流体流路８ｆ２の断面積８ｇは、図４右図の斜線部で示すように、シート部材８ａの外周面と吐出弁部材８ｂの外周面と弁保持部材８ｄの内周面とにより構成される。この第２の流体流路８ｆ２の断面積８ｇはシート部材側断面積と吐出弁部材側断面積とから形成される。具体的にはシート部材側断面積は、弁シート部材８ａの外周面と弁保持部材８ｄの内周面とシート部から軸方向と垂直に外周方向に延びる延長線とで構成され、軸方向に沿うように形成される。また、吐出弁部材側断面積は、吐出弁部材８ｂの外周面と弁保持部材８ｄの内周面と上記延長線とで構成され、同様に軸方向に沿うように形成される。そして本実施例においては、シート部材側断面積が吐出弁部材側断面積よりも大きく形成されるようにした。これにより、第２の流体流路８ｆ２の断面積をシート部材側のみで確保することが可能となり、開閉弁する吐出弁部材側断面積を小さくできる、また、吐出弁部材８ｂの外周面と弁体保持部材８ｄの摺動長さを確保でき、吐出弁部材８ｂの傾きを抑制することでスムースな開閉弁が可能となる。【００４３】
なお、シート部材側断面積の軸方向の大きさは、吐出弁部材側断面積の軸方向の大きさよりも大きく形成されることが望ましい。また、第２の流体流路８ｆ２は弁シート部材８ａの外周側に、または吐出弁体８ｂの外周側の全周に渡って形成されるのが望ましい。加圧室１１内にはシリンダが設けられているが、第２の流体流路８ｆ２は加圧室１１内のピストン移動方向においてシリンダの上端部を跨ぐように配置される。【００４４】
さらに本実施例では弁シート部材８ａの外周側に、吐出弁体８ｂと反対側に内周側に内部にへこむ凹部である段差部８ａ４が形成される、また、この凹部と前記ハウジング部材との間には隙間が形成され、これにより第２の流体流路８ｆ２が形成される。この段差部８ａ４により弁体保持部材がシート部材に乗り上げることなく挿入でき、バルブユニットの組立性を向上することが可能となる。
【実施例２】
【００４５】
本発明の第２の実施例を図１１に基づき以下説明する。  【００４６】
吐出弁機構の機能については実施例１にて説明済みの為、省略する。【００４７】
特許５１８０３６５号公報において、シート部材８Ａに弁体ハウジング８ｄを取り付ける構成で、シート部材８Ａの外周面と弁体ハウジング８ｄとの間には隙間（バッファ）が形成されている。【００４８】
しかしながらシート部材８Ａに弁体ハウジング８ｄを取り付ける際に弁体ハウジング８ｄがシート部材８Ａの直角の段差部にぶつかる虞があり、組立性に問題がある。【００４９】
本実施例では弁シート部材８ａの外周面は吐出弁部材８ｂから前記シート部材８ａに向かう方向に沿って外周側に広がるシート部材傾斜部８ｈが形成され、該シート部材傾斜部８ｈとハウジング部材（弁保持部材８ｄ）との間に隙間が形成される。弁シート部材８ａの外周面に外周側に広がる傾斜部を形成することで、弁保持部材８ｄを弁シート部材８ａに取り付ける際の衝突を緩和し、組立性を向上することができる。また、傾斜部により弁シート部材８ａの外周面と弁保持部材８ｄとの間に第２の流体流路８ｆ３が形成されるので、出口１２から加圧室１１へ逆流する燃料は、弁保持部材８ｄに設けられた通路８ｄ１を通過する流体流路８ｆ４と、前記の第二の流体通路８ｆ３と合わせた全周３６０度から逆流できるため、図７に示した従来の吐出弁機構の逆流流体流路８ｆ１に逆流が集中することなく、逆流する燃料はより均一に流れるために流速が高くなることが抑制できることにより、キャビテーションの発生を抑制し、強いてはキャビテーション崩壊によるシート面の損傷を抑制でき、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の燃料の流通方向を制限する逆止弁と言う機能を維持できる。【００５０】
弁シート部材８ａの外周面は、シート部材傾斜部よりも吐出弁部材８ｂの側に弁体保持部材８ｄの内周面と略平行な平面部が形成される。これにより該平面部と弁体保持部材８ｄとの間に形成される第２の流体流路８ｆ３の大きさを確保できる。よって、出口１２から加圧室１１へ逆流する燃料は、弁保持部材８ｄに設けられた通路８ｄ１を通過する流体流路８ｆ４と、の第二の流体通路８ｆ３と合わせた全周３６０度から逆流できる。したがって、図７に示した従来の吐出弁機構の逆流流体流路８ｆ１に逆流が集中することなく、逆流する燃料はより均一に流れるために流速が高くなることが抑制できる。これにより、キャビテーションの発生を抑制し、強いてはキャビテーション崩壊によるシート面の損傷を抑制できる。さらに、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の燃料の流通方向を制限する逆止弁と言う機能を維持できる。【００５１】
さらに図１１に示す吐出弁体８ｂは、弁シート部材８ａとの接触面の外周側に前記シート部材８ａは、弁シート部材８ａから前記吐出弁体８ｂに向かう方向に沿って外周側に広がる弁体傾斜部が形成される。これにより、該弁体傾斜部と前記弁体保持部材８ｄとの間に隙間が形成される。また、シート面と吐出弁体傾斜部の端部により形成される傾斜角度より、前記シート面と弁シート部材傾斜部の両端部とにより形成される傾斜角度の方が大きくする。このようにすることで吐出弁体側でも空間が形成され、第２の流体流路８ｆ３の大きさをさらに拡大することが可能となる。よって、出口１２から加圧室１１へ逆流する燃料は、弁保持部材８ｄに設けられた通路８ｄ１を通過する流体流路８ｆ１と、前記の第二の流体通路８ｆ３と合わせた全周３６０度から逆流できる。【００５２】
したがって、図７に示した従来の吐出弁機構の逆流流体流路８ｆ１に逆流が集中することなく、逆流する燃料はより均一に流れるために流速が高くなることが抑制できる。これにより、キャビテーションの発生を抑制し、強いてはキャビテーション崩壊によるシート面８ａ３の損傷を抑制できる、また、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の燃料の流通方向を制限する逆止弁と言う機能を維持できる。かつ、傾斜角度を弁シート部材傾斜部より小さくしているので吐出弁部材８ｂの外周面と弁体保持部材８ｄの摺動長さを確保でき、吐出弁部材８ｂの傾きを抑制することでスムースな開閉弁が可能となる。【００５３】
また本実施例では図１１に示すように、弁シート部材８ａの外周面は、弁シート部材傾斜部８ｈよりも吐出弁体８ｂと反対側に弁体保持部材８ｄの内周面と略平行な平面部８ｋが形成される。これにより、弁体保持部材８ｄは該平面部８ｋと接触することで弁シート部材８ａを保持することを可能としている。【００５４】
さらに弁シート部材８ａの外周面は、前記平面部のさらに前記弁体と反対側に内周側にへこみ段差部８ａ４が形成され、該段差部８ａ４と弁体保持部材８ｄとの間には隙間が形成されにより、弁シート部材８ａに弁体保持部材８ｄを組み合わせた際に、弁体保持部材８ｄの弁シート部材８ａへの乗り上げを抑制することが可能となる。（図１１）【００５５】
弁シート部材傾斜部は弁シート部の平面部の端部から外周側に傾斜するように形成されても本実施例と同様の効果が得られる。なお、シート部材傾斜部はテーパ形状で構成されるようにすると良い。以上に本発明の実施例について説明したが、実施例１、２で説明した構成を組み合わせることで、それぞれで得られる効果を相乗的に得ることが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ポンプハウジング
２  プランジャ
８  吐出弁ユニット（吐出弁機構）
８ａ  弁シート部材
８ｂ  吐出弁部材
８ｃ  吐出弁ばね
８ｄ  弁保持部材
８ｅ  溶接部
８ｇ  第２の流体流路の断面積
８ｈ  傾斜部
８i   第１の流体流路８ｆ１の弁保持部材８ｄの入口における流路面積
８ｋ  平面部
８ａ１  圧入部
８ａ２  荷重受け部
８ａ３  シート面部
８ａ４  段差部
８ｄ１  弁体保持部材に設けた通路
８ｆ１  第１の流体流路
８ｆ２  第２の流体流路
８ｆ３  弁シート部材側の流体流路
８ｆ４  吐出弁部材側の流体流路
９  圧力脈動低減機構
１０ｃ  吸入通路
１１  加圧室
１３  吐出口
２０  燃料タンク
２３  コモンレール
２４  インジェクタ
２６  圧力センサ
２７  ＥＣＵ
３０  電磁吸入弁機構
８０５  ストッパ
８０６  弁体保持部材の内壁
【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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【国際調査報告】
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