(57)【要約】【課題】簡素な構成で吸入弁の自閉限界を高めることの可能な高圧ポンプを提供する。【解決手段】ポンプボディ１１は、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室１２１、およびこの加圧室１２１に燃料を導く供給通路１００を有する。供給通路１００を開閉する吸入弁４０の加圧室１２１側に設けられたストッパ５０は、外径が吸入弁４０の外径より大きく形成される。吸入弁４０と別体で構成されたニードル６０は、吸入弁４０の弁座３４側の端面に当接可能である。吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面に、吸入弁４０の径方向の移動を制限するガイド部４１を有する。これにより、加圧室１２１側から見て吸入弁４０がストッパ５０に覆われるので、高圧ポンプの調量行程時、加圧室１２１から供給通路１００に排出される燃料の動圧が吸入弁４０に作用することが抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動可能なプランジャと、
前記プランジャにより燃料が加圧される加圧室、およびこの加圧室に燃料を導く供給通路を有するポンプボディと、
前記供給通路に形成された弁座に着座することで前記供給通路を閉塞し、前記弁座から離座することで前記供給通路を開放する吸入弁と、
外径が前記吸入弁の外径より大きく形成され、前記吸入弁の前記加圧室側に設けられたストッパと、
前記吸入弁を前記ストッパ側または前記弁座側に押圧し、または前記吸入弁に与える押圧力を制御可能な電磁駆動部と、
前記電磁駆動部と前記吸入弁との間に設けられ、前記電磁駆動部の押圧力を前記吸入弁に伝達するニードルと、
前記ストッパの前記吸入弁側に設けられ、前記吸入弁を前記弁座側に付勢する付勢手段と、を備え、
前記吸入弁は、前記吸入弁の径方向の移動を制限するガイド部を有することを特徴とする高圧ポンプ。
【請求項２】
前記ストッパは、径外方向の外壁に切欠部を有し、前記切欠部と前記供給通路の内壁との間に形成される外流路を燃料が流通可能であ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】
前記ストッパは、前記外流路と前記収容室とを連通する連通路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】
前記ストッパは、前記切欠部の前記加圧室側に前記吸入弁側の外径よりも前記加圧室側の外径の小さいテーパ部を有することを特徴とする請求項３に記載の高圧ポンプ。
【請求項５】
前記供給通路の内壁と前記ストッパの前記テーパ部との間に、前記加圧室側の流路断面積よりも前記吸入弁側の流路断面積が小さい絞り流路が形成されることを特徴とする請求項４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、内燃機関に用いられる高圧ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料を加圧する高圧ポンプが知られている。高圧ポンプの供給通路に供給された燃料は、高圧ポンプの備えるプランジャの下降により加圧室に吸入され、プランジャの上昇により加圧圧送される。
高圧ポンプの加圧室に燃料を供給する供給通路を吸入弁が開閉する。吸入弁はプランジャが下死点から上死点に移動する途中まで供給通路を開放する。これにより、加圧室に吸入された燃料の一部が供給通路に排出される。また、吸入弁はプランジャが下死点から上死点に移動する途中で供給通路を閉塞する。これにより、高圧ポンプから内燃機関に適切な量の燃料が加圧圧送される。
特許文献１では、供給通路に設けられた筒状部材（特許文献１の図１５に記載の符号５０の部材）の内側に吸入弁が設けられている。筒状部材の加圧室側に設けられた孔を通り、加圧室と筒状部材の内側との間を燃料が流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、高圧ポンプの調量工程において、加圧室から排出された燃料の動圧が吸入弁に自閉弁力として作用する。このため、吸入弁を加圧室側へ押圧するスプリング（引用文献１では「ばね２０２」）の弾性力を強くし、吸入弁の自閉弁力を抑制すると、吸入弁の開閉を制御する電磁駆動部の体格が大きくなることが懸念される。
また、特許文献１では、筒状部材の加圧室側の壁による流体抵抗が大きいので、高圧ポンプの調量行程時、加圧室から筒状部材の内側へ流れる燃料の圧力損失が大きくなる。このため、プランジャの駆動力の損失が大きくなることが懸念される。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で吸入弁の自閉限界を高めることの可能な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】
【０００６】
請求項１に係る発明によると、高圧ポンプは、プランジャ、ポンプボディ、吸入弁、ストッパ、ニードル、電磁駆動部および付勢手段を備える。
ポンプボディは、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、および加圧室に燃料を導く供給通路を有する。供給通路に形成された弁座の加圧室側に設けられる吸入弁は、弁座に着座することで供給通路を閉塞し、弁座から離座することで供給通路を開放する。吸入弁の加圧室側に設けられたストッパは、外径が吸入弁の外径より大きく形成される。電磁駆動部は、吸入弁をストッパ側または弁座側に押圧し、またはニードルが吸入弁に与える押圧力を制御可能である。電磁駆動部と吸入弁との間に設けられるニードルは、電磁駆動部の押圧力を吸入弁に伝達する。ストッパの吸入弁側に設けられた付勢手段が、吸入弁を弁座側に付勢する。吸入弁は、吸入弁の径方向の移動を制限するガイド部を有する。
【０００７】
これにより、吸入弁の径方向の移動がガイド部によって制限され、加圧室側から見て吸入弁がストッパに覆われるので、高圧ポンプの調量行程時、加圧室から供給通路に排出される燃料の動圧が吸入弁に作用することが抑制される。このため、吸入弁の自閉弁力を低減し、吸入弁の自閉限界を高めることができる。したがって、電磁駆動部がニードルを介して吸入弁をストッパ側に押圧する力を軽減することが可能になるので、電磁駆動部の体格を小型化すると共に、作動音を低減することができる。
また、吸入弁を小型化し、吸入弁を軽量にすることができる。したがって、吸入弁が弁座またはストッパに当接するときの音が小さくなるので、高圧ポンプの作動音を小さくすることができる。
なお、吸入弁の開弁時において、吸入弁はストッパに当接していなくてもよい。つまり、吸入弁とストッパとの間に隙間があっても上述の作用効果を奏することは可能である。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、ストッパは、径外方向の外壁に切欠部を有する。その切欠部と供給通路の内壁との間に形成される外流路を燃料が流通可能である。
これにより、ストッパの径方向外側を燃料が流れる外流路を簡素な構成で形成することができる。また、切欠部の大きさにより、外流路の流路断面積を容易に設定することが可能になる。したがって、外流路を流れる燃料の流速を容易に調整することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、ストッパは、外流路と収容室とを連通する連通路を有する。
ストッパの切欠部の設定により、外流路の流路断面積を小さくすると、その外流路を流れる燃料の流速が速くなり、燃料圧力が低下する。これにより、高圧ポンプの調量行程時、収容室の燃料が連通路から外流路へ吸い上げられ、収容室の燃料圧力が低下する。したがって、吸入弁の自閉限界を高めることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、ストッパは、切欠部の加圧室側に吸入弁側の外径よりも加圧室側の外径の小さいテーパ部を有する。
これにより、ストッパの径方向外側を流れる燃料がテーパ部の外壁に沿って流れるので、圧力損失が低減される。したがって、調量行程においてプランジャの駆動力を低減することができる。また、吸入行程において加圧室への燃料供給効率を高めることができる。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、供給通路の内壁とストッパのテーパ部との間に、加圧室側の流路断面積よりも吸入弁側の流路断面積が小さい絞り流路が形成される。
これにより、高圧ポンプの調量行程において、外流路を流れる燃料の流速を速くし、連通路から外流路へ収容室の燃料の吸い上げ効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁部と電磁駆動部の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による高圧ポンプのストッパの斜視図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を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を図１〜図５に示す。本実施形態の高圧ポンプ１０は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられる。燃料タンクから汲み上げられた燃料は、高圧ポンプ１０により加圧され、デリバリパイプに蓄圧される。そしてデリバリパイプに接続するインジェクタから内燃機関の各気筒に噴射供給される。
【００１４】
高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、ダンパ室２０１、吸入弁部３０、電磁駆動部７０及び吐出弁部９０などを備えている。
ポンプボディ１１とプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が設けられている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ１３は、シリンダ１４の深部に形成された加圧室１２１に臨むように設けられている。プランジャ１３の加圧室１２１と反対側の端部１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８とオイルシールホルダ２５との間には、スプリング１９が設けられている。このスプリング１９の弾性力により、スプリング座１８は図示しないエンジンのカムシャフトの方向へ付勢される。これにより、プランジャ１３は、図示しないタペットを介してカムシャフトのカムと接することで軸方向に往復移動する。プランジャ１３の往復移動により、加圧室１２１の容積が変化することで燃料が吸入、加圧される。
【００１５】
次に、ダンパ室２０１について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に突出する筒状の筒部２０５が設けられている。筒部２０５に有底筒状のカバー２００が被さることで、ダンパ室２０１が形成される。
ダンパ室２０１には、パルセーションダンパ２１０、第１支持部材２１１、第２支持部材２１２及び波ばね２１３が収容されている。
パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムがダンパ室２０１の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室２０１の燃圧脈動を低減する。
【００１６】
第１支持部材２１１と第２支持部材２１２は、筒状に形成され、パルセーションダンパ２１０を上下から挟持している。第１支持部材２１１は、ダンパ室２０１の底に設けられた溝部１１０に嵌入している。これにより、第１支持部材２１１は、径方向の移動が制限される。
波ばね２１３は、第２支持部材２１２とカバー２００との間に設けられている。波ばね２１３は、第２支持部材２１２を溝部１１０側に押圧している。これにより、第２支持部材２１２、パルセーションダンパ２１０及び第１支持部材２１１がダンパ室２０１内に固定される。
第１支持部材２１１は、径方向に燃料を通す孔を有している。これにより、第１支持部材２１１の内側と外側とを燃料が流れる。
【００１７】
ダンパ室２０１は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料入口と連通している。この燃料入口には図示しない燃料タンクから燃料が供給される。したがって、ダンパ室２０１は、燃料入口から燃料通路を通じて燃料タンクの燃料が供給される。
【００１８】
続いて、吸入弁部３０について図２〜図５を参照して説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に凹部１５が設けられている。凹部１５の開口をガイド部材７５と接続部材７６とが覆うことで、ダンパ室２０１から加圧室１２１までの供給通路１００が区画される。その区画された供給通路１００に、吸入弁部３０を構成する弁ボディ３１、吸入弁４０、ストッパ５０、ニードル６０および付勢手段としての第１スプリング２１などが設けられている。
【００１９】
弁ボディ３１は、筒状に形成され、供給通路１００の内壁に固定されている。弁ボディ３１の軸方向加圧室１２１と反対側はガイド部材７５によって塞がれている。弁ボディ３１は、径方向ダンパ室２０１側に通じる流通口３２を有している。その流通口３２を通じて、ダンパ室２０１に通じる通路と弁ボディ３１の内側の内流路３３とが連通している。弁ボディ３１は、軸方向の加圧室１２１側に弁座３４を有している。弁座３４は、軸方向吸入弁４０側に環状に突出している。また、弁ボディ３１は、弁座３４の径方向外側で軸方向加圧室１２１側に延びる筒状の薄肉部３５を有している。薄肉部３５の軸方向加圧室１２１側の端面はストッパ５０に当接している。
【００２０】
ストッパ５０は、弁ボディ３１の加圧室１２１側で、ポンプボディ１１の段差１２に固定されている。ストッパ５０は、吸入弁４０の加圧室１２１側（開弁方向）の移動を規制する。図４及び図５に示すように、ストッパ５０の径外方向の外壁には、切欠部５１が周方向に３個所設けられている。切欠部５１と供給通路１００の内壁との間に形成された外流路１０５を燃料が流通可能である。
ストッパ５０は、切欠部５１の加圧室１２１側にテーパ部５５を有する。テーパ部５５は、吸入弁４０側の外径よりも加圧室１２１側の外径が小さい。また、ストッパ５０は、テーパ部５５の加圧室１２１側に、円筒状の円筒部５６を有する。
ここで、ストッパ５０が収容される供給通路１００は、加圧室１２１側から内流路３３までの間に、第１筒流路１０１、第２筒流路１０２、テーパ流路１０３、絞り流路１０４、外流路１０５を含んでいる。第１筒流路１０１は加圧室１２１に開口している。第２筒流路１０２の内径は第１筒流路１０１の内径より大きい。テーパ流路１０３は、第２筒流路１０２側の内径より絞り流路１０４側の内径が大きい。絞り流路１０４にストッパ５０のテーパ部５５が位置する。このため、絞り流路１０４は、加圧室１２１側の流路断面積よりも吸入弁４０側の流路断面積が小さい。
【００２１】
ストッパ５０は、吸入弁４０側に開口する収容室５２を有している。また、ストッパ５０は、収容室５２から径方向に延び、収容室５２と外流路１０５とを連通する連通路５３を有している。
収容室５２には、第１スプリング２１が収容されている。第１スプリング２１は、吸入弁４０を弁座３４側（閉弁方向）へ付勢している。
【００２２】
吸入弁４０は、略円盤状に形成され、弁ボディ３１の薄肉部３５の径方向内側で、弁座３４の加圧室１２１側に設けられる。吸入弁４０は、弁座３４に着座することで供給通路１００を閉塞し、弁座３４から離座することで供給通路１００を開放する。吸入弁４０は、その外径がストッパ５０の切欠部５１の外径よりも小さく形成されている。
吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面から収容室５２側に延びる円柱状のガイド部４１を有している。ガイド部４１は、その外径が第１スプリング２１の内径より僅かに小さく形成されている。第１スプリング２１は、ガイド部４１に係止されている。
ガイド部４１は、その軸方向の長さが、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離より長い。これにより、ガイド部４１は、吸入弁４０の開弁状態及び閉弁状態において、収容室５２の径方向内側に位置する。このため、ガイド部４１は、吸入弁４０の径方向の移動を制限するとともに、吸入弁４０が弁座３４から脱落することを防ぐ。
【００２３】
吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面の外周側に外側ガイド部４２を有している。外側ガイド部４２は、ストッパ５０側へ環状に突出している。また、外側ガイド部４２は、縦断面視において、ストッパ５０側が細いテーパ状に形成されている。
ストッパ５０は、吸入弁４０側の端面に、外側ガイド部４２に摺接可能な摺接部５４を有している。摺接部５４は、外側ガイド部４２の径方向外側に設けられている。吸入弁４０が開弁方向へ移動するとき、吸入弁４０の外側ガイド部４２とストッパ５０の摺接部５４とが摺接することで、吸入弁４０の径方向の移動が制限されると共に、吸入弁４０が弁座３４の中心に位置決めされる。
【００２４】
ニードル６０は、吸入弁４０と別体で略円柱状に構成されている。ニードル６０は、ガイド部材７５の軸方向に設けられたガイド孔７９に挿通され、軸方向に往復移動可能に設けられている。ニードル６０は、一端が吸入弁４０の弁座３４側の端面に当接可能であり、他端が可動コア８１に固定されている。ニードル６０は、ガイド部材７５の弁座３４側で径外方向に延びるフランジ部６１を有している。また、ニードル６０は、径外方向の外壁に切り欠き６２を有している。この切り欠き６２を経由し、供給通路１００から可動コア室７４に燃料が流入する。
【００２５】
次に電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、第１ヨーク７１、第２ヨーク７２、接続部材７６、コイル７３、固定コア８０、可動コア８１および第２スプリング２２などを有している。
接続部材７６は、ガイド部材７５を挟んでポンプボディ１１の凹部１５に取り付けられている。接続部材７６の径方向内側に筒状の可動コア室７４が設けられている。
この可動コア室７４に可動コア８１は軸方向に往復移動可能に収容されている。可動コア８１は、軸方向に通じる複数の呼吸孔８２を有している。呼吸孔８２を通じ、可動コア８１の軸方向の一方と他方を燃料が流通する。
【００２６】
接続部材７６の凹部と反対側に円盤状の第１ヨーク７１が設けられている。第１ヨーク７１と第２ヨーク７２によりコネクタ７７が保持されている。コネクタ７７の内側に設けられたボビン７８にコイル７３が巻回されている。コネクタ７７の端子７７１を通じてコイル７３に通電されると、コイル７３は磁界を発生する。
ボビン７８の径内側に可動コア８１と向き合って固定コア８０が設けられている。固定コア８０は、軸方向の一端が非磁性材料から形成された筒部材８５によって、接続部材７６に取り付けられている。また、固定コア８０は、軸方向の他端が第２ヨーク７２に固定されている。固定コア８０と可動コア８１との磁気ギャップが筒部材８５の径方向内側に形成される。
【００２７】
固定コア８０は、可動コア８１側の端部に開口する第１収容室８３を有する。また、可動コア８１は、固定コア８０側の端部に開口する第２収容室８４を有する。固定コア８０の第１収容室８３と可動コア８１の第２収容室８４とに第２スプリング２２が収容されている。第２スプリング２２は、第１スプリング２１が吸入弁４０を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア８１を開弁方向へ付勢している。
【００２８】
コイル７３に通電していないとき、可動コア８１と固定コア８０とは、第２スプリング２２の弾性力により互いに離れている。これにより、可動コア８１と一体のニードル６０が加圧室１２１側へ移動し、ニードル６０の端面が吸入弁４０を押圧することで吸入弁４０が開弁する。
コイル７３に通電されると、固定コア８０、可動コア８１、第１ヨーク７１、第２ヨーク７２及び接続部材７６によって形成される磁気回路に磁束が流れ、可動コア８１が第２スプリング２２の弾性力に抗し、固定コア８０側に磁気吸引される。これにより、ニードル６０は、吸入弁４０に対する押圧力を解除する。
【００２９】
次に可変容積室１２２について図１を参照して説明する。
プランジャ１３は、小径部１３１及び大径部１３３を有している。小径部１３１と大径部１３３との接続部分に段差面１３２が形成される。段差面１３２に向き合うように、略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
プランジャストッパ２３は、加圧室１２１側の端面がポンプボディ１１に当接している。プランジャ１３は、プランジャストッパ２３の中央部に設けられた孔２３３に挿通している。プランジャストッパ２３は、径方向に放射状に延びる複数の溝路２３２を有している。
プランジャ１３の段差面１３２、小径部１３１の外壁、シリンダ１４の内壁、プランジャストッパ２３およびシール部材２４に囲まれる略円環状の空間により可変容積室１２２が形成される。
【００３０】
ポンプボディ１１には、シリンダ１４が開口する側の外壁に、加圧室１２１側へ略円環状に凹む凹部１６が設けられている。凹部１６には、オイルシールホルダ２５が嵌め込まれている。オイルシールホルダ２５は、プランジャストッパ２３との間にシール部材２４を挟んで、ポンプボディ１１に固定されている。シール部材２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。オイルシールホルダ２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるオイルのリークを抑制する。
【００３１】
オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６とこの筒状通路１０６に連通する環状通路１０７が形成されている。筒状通路１０６はプランジャストッパ２３の溝路２３２に連通している。環状通路１０７はポンプボディ１１に形成された戻し通路１０８を経由してダンパ室２０１に連通している。このように、溝路２３２、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８が順に連通することで、可変容積室１２２とダンパ室２０１とが連通する。
【００３２】
次に吐出弁部９０について説明する。
吐出弁部９０は、吐出弁９２、規制部材９３、スプリング９４などから構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に吐出通路１１４が形成されている。吐出通路１１４は加圧室１２１と燃料出口９１とを連通している。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉塞し、弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に設けられた筒状の規制部材９３は、吐出通路１１４の内壁に固定されている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を規制する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２に当接している。スプリング９４は、吐出通路１１４の内壁に形成される弁座９５側へ吐出弁９２を付勢している。規制部材９３の設置位置によって、スプリング９４のばね荷重を変化させることで吐出弁９２の開弁圧を調整することができる。
【００３３】
加圧室１２１の燃料の圧力が上昇し、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は弁座９５から離座する。これにより、加圧室１２１から吐出通路１１４を通り、燃料出口９１から燃料が吐出される。
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下し、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は弁座９５に着座する。これにより、弁座９５の下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。
【００３４】
次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
カムシャフトの回転により、プランジャ１３が上死点から下死点に向かって下降すると、加圧室１２１の容積が増加し、燃料が減圧される。吐出弁９２は弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞する。
一方、吸入弁４０は、加圧室１２１と供給通路１００との差圧により、第１スプリング２１の付勢力に抗して加圧室１２１側へ移動し、開弁状態となる。このとき、コイル７３への通電は停止されているので、可動コア８１と一体のニードル６０は第２スプリング２２の付勢力により加圧室１２１側へ移動する。したがって、ニードル６０と吸入弁４０とが当接し、吸入弁４０は開弁状態を維持する。これにより、ダンパ室２０１から供給通路１００を経由し、加圧室１２１に燃料が吸入される。
吸入弁４０が開弁状態となるとき、吸入弁４０の外側ガイド部４２とストッパ５０の摺接部５４とが摺接することで、吸入弁４０は弁座３４の中心に位置決めされる。
【００３５】
吸入行程では、プランジャ１３の下降により、可変容積室１２２の容積が減少する。したがって、可変容積室１２２の燃料は、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８を経由し、ダンパ室２０１へ送り出される。
ここで、大径部１３３と可変容積室１２２の断面積比は概ね１：０．６である。したがって、加圧室１２１の容積の増加分と可変容積室１２２の容積の減少分の比も１：０．６となる。よって、加圧室１２１が吸入する燃料の約６０％が可変容積室１２２から供給され、残りの約４０％が燃料入口から吸入される。これにより、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。
【００３６】
（２）調量行程
カムシャフトの回転により、プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇すると、加圧室１２１の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル７３への通電が停止されているので、第２スプリング２２の付勢力によりニードル６０と吸入弁４０は開弁位置にある。これにより、供給通路１００は開放された状態が維持される。このため、一度加圧室１２１に吸入された低圧燃料が、供給通路１００を経由し、ダンパ室２０１へ戻される。したがって、加圧室１２１の圧力は上昇しない。
【００３７】
このとき、加圧室１２１から供給通路１００へ排出される燃料は、図３の矢印Ａ，Ｂに示すように流れる。矢印Ａの流れは、絞り流路１０４を流れるとき、ストッパ５０のテーパ部５５に沿って流れるので、圧力損失が低減され、そして絞り流路１０４の流路断面積が小さくなることで流速が速くなる。これにより、絞り流路１０４から外流路１０５を流れる燃料の流速が速くなり、燃料圧力が低下する。このため、収容室５２の燃料が連通路５３から吸い上げられ、収容室５２の燃料圧力が低下する。また、吸入弁４０は、弁座３４の中心に位置決めされ、ストッパ５０の切欠部５１よりも径方向内側に位置しているので、燃料の動圧を受けることが低減される。したがって、吸入弁４０の自閉が抑制される。
【００３８】
調量行程では、プランジャ１３の上昇により、可変容積室１２２の容積が増大する。したがって、ダンパ室２０１の燃料は、戻し通路１０８、環状通路１０７及び筒状通路１０６を経由し、可変容積室１２２へ流入する。
このとき、加圧室１２１がダンパ室２０１側へ排出する低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２０１から可変容積室１２２に吸入される。これにより、燃圧脈動の約６０％が低減される。
【００３９】
（３）加圧行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇する途中の所定の時刻に、コイル７３へ通電される。するとコイル７３に発生する磁界により、固定コア８０と可動コア８１との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が第２スプリング２２の弾性力と第１スプリング２１の弾性力との差よりも大きくなると、可動コア８１とニードル６０は固定コア８０側（図１の左方向）へ移動する。これにより、吸入弁４０に対するニードル６０の押圧力が解除される。吸入弁４０は、第１スプリング２１の弾性力、及び加圧室１２１からダンパ室２０１側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力により、弁座３４側へ移動する。したがって、吸入弁４０は弁座３４に着座し、供給通路１００が閉塞される。
このとき、吸入弁４０の開弁状態において、ガイド部４１は、収容室５２の径方向内側に位置している。このため、吸入弁４０の径方向の移動が制限され、吸入弁４０が弁座３４から脱落することが防がれる。
【００４０】
吸入弁４０が弁座３４に着座した時から、加圧室１２１の燃料圧力は、プランジャ１３の上死点に向かう上昇と共に高くなる。加圧室１２１の燃料圧力が吐出弁９２に作用する力が、吐出通路１１４の燃料圧力が吐出弁９２に作用する力およびスプリング９４の付勢力よりも大きくなると、吐出弁９２が開弁する。これにより、加圧室１２１で加圧された高圧燃料は吐出通路１１４を経由して燃料出口９１から吐出する。
なお、加圧行程の途中でコイル７３への通電が停止される。加圧室１２１の燃料圧力が吸入弁４０に作用する力は、第２スプリング２２の付勢力より大きいので、吸入弁４０は閉弁状態を維持する。
【００４１】
高圧ポンプ１０は、（１）から（３）の行程を繰り返し、内燃機関に必要な量の燃料を加圧して吐出する。
コイル７３へ通電するタイミングを早くすれば、調量行程の時間が短くなると共に、加圧行程の時間が長くなる。これにより、加圧室１２１から供給通路１００へ戻される燃料が少なくなり、吐出通路１１４から吐出される燃料が多くなる。
一方、コイル７３へ通電するタイミングを遅くすれば、調量行程の時間が長くなると共に、吐出行程の時間が短くなる。これにより、加圧室１２１から供給通路１００へ戻される燃料が多くなり、吐出通路１１４から吐出される燃料が少なくなる。
このように、コイル７３へ通電するタイミングを制御することで、高圧ポンプ１０から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できる。
【００４２】
本実施形態は、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、吸入弁４０の径方向の移動がガイド部４１によって制限され、加圧室１２１側から見て吸入弁４０がストッパ５０に覆われるので、高圧ポンプの調量行程時、加圧室１２１から供給通路１００に排出される燃料の動圧が吸入弁４０に作用することが抑制される。このため、吸入弁４０の自閉弁力を低減し、吸入弁４０の自閉限界を高めることができる。したがって、電磁駆動部７０の第２スプリング２２の付勢力を低減すると共に、固定コア８０と可動コア８１との磁気吸引力を低減することが可能になる。この結果、電磁駆動部７０の体格を小型化すると共に、作動音を低減することができる。
【００４３】
本実施形態では、ストッパ５０に切欠部５１を設けることで、ストッパ５０の径方向外側を燃料が流れる外流路１０５を簡素な構成で形成することができる。また、切欠部５１の大きさにより、外流路１０５の流路断面積を容易に設定することが可能になる。外流路１０５の断面積を小さく設定すると、絞り流路１０４から外流路１０５へ流れる燃料の流速が速なり、燃料圧力が低下する。これにより、収容室５２の燃料が連通路５３から外流路１０５へ吸い上げられ、収容室５２の燃料圧力が低下する。したがって、吸入弁４０の自閉限界を高めることができる。
【００４４】
本実施形態では、ストッパ５０のテーパ部５５により、絞り流路１０４を流れる燃料の圧力損失が低減される。したがって、調量行程においてプランジャ１３の駆動力を低減することができる。また、絞り流路１０４から外流路１０５へ流れる燃料の流速を速くし、連通路５３から外流路１０５へ収容室５２の燃料の吸い上げ効果をさらに高めることができる。
また、絞り流路１０４を流れる燃料の圧力損失が低減されるので、吸入行程において供給通路１００から加圧室１２１へ供給される燃料の供給効率を高めることができる。
【００４５】
本実施形態では、吸入弁４０の径方向の移動がガイド部４１によって制限されるので、吸入弁４０を小型化し、吸入弁４０を軽量にすることができる。したがって、吸入弁４０が弁座３４またはストッパ５０に当接するときの音が小さくなるので、高圧ポンプ１０の作動音を小さくすることができる。
【００４６】
（第２〜第４実施形態）
本発明の第２実施形態による高圧ポンプのストッパ５０２を図６及び図７に示す。第３実施形態による高圧ポンプのストッパ５０３を図８及び図９に示す。本発明の第４実施形態による高圧ポンプのストッパ５０４を図１０及び図１１に示す。
第２実施形態では、ストッパ５０２は、切欠部５１を周方向に２個所有している。第３実施形態では、ストッパ５０３は、切欠部５１を周方向に４個所有している。第４実施形態では、ストッパ５０４は、切欠部５１を周方向に５個所有している。
第２〜第４実施形態において、ストッパ５０２、５０３、５０４に切欠部５１を設けることで、ストッパ５０の径方向外側を燃料が流れる外流路１０５を簡素な構成で形成することができる。また、切欠部５１の数及び大きさにより、外流路１０５の流路断面積を容易に設定することが可能になる。外流路１０５の流路断面積を小さく設定すると、外流路１０５を流れる燃料の流速が速なり、燃料圧力が低下する。これにより、収容室５２の燃料が連通路５３から外流路１０５へ吸い上げられ、収容室５２の燃料圧力が低下する。したがって、吸入弁４０の自閉限界を高めることができる。
【００４７】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による高圧ポンプを図１２に示す。本実施形態では、吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面から収容室５２側に延びるガイド部を備えていない。その代り、吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面の外周側に環状の外側ガイド部４２２を備えている。外側ガイド部４２２がストッパ５０の凹部５８の内壁に案内されることで、吸入弁４０の径方向の移動が制限される。
また、吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面に弁座３４側に凹む凹部４３を有している。凹部４３の内径は、第１スプリング２１の外径より僅かに大きく形成されている。このため、第１スプリング２１は凹部４３に係止される。
本実施形態において、ニードル６０は、弁ボディ３１の内壁に設けられた第２ストッパ５９によって開弁方向の移動を制限される。このため、吸入弁４０は、開弁時においてストッパ５０と必ずしも当接していない。つまり、吸入弁４０とストッパ５０との間に隙間があっても吸入弁４０の自閉弁力を低減することは可能である。
【００４８】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による高圧ポンプを図１３に示す。本実施形態は、第５実施形態の変形例である。本実施形態では、吸入弁４０の外側ガイド部４２２の径外方向の外壁と、ストッパ５０の凹部５８の径内方向の内壁とが、供給通路１００の軸に平行に形成されている。この構成によっても、上述した複数の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４９】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、コイル７３に通電していないとき、可動コア８１が吸入弁４０を開弁するノーマリーオープン弁について説明した。これに対し、本発明は、コイルに通電していないとき、可動コアが吸入弁を閉弁するノーマリークローズ弁に適用してもよい。
上述した実施形態では、供給通路１００内に弁ボディ３１を設け、この弁ボディ３１に弁座３４を形成した。これに対し、本発明は、ポンプボディと弁ボディとを一体に構成してもよい。また、供給通路の内壁に弁座を直接形成してもよい。
上述した実施形態では、吸入弁４０とニードル６０とを別体で構成した。これに対し、本発明は、吸入弁とニードルとを一体で構成してもよい。
上述した実施形態では、ストッパ５０の周方向に複数の切欠部５１設けた。本発明では、ストッパの切欠部の数に制限はなく、任意の数の切欠部を設けてもよい。
本発明は、上記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、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０                        ・・・高圧ポンプ
１１                        ・・・ポンプボディ
１３                        ・・・プランジャ
２２                        ・・・第１スプリング（付勢手段）
３１                        ・・・弁ボディ
３４                        ・・・弁座
４０                        ・・・吸入弁
４１                        ・・・ガイド部
５０、５０２、５０３、５０４・・・ストッパ
５１                        ・・・切欠部
５２                        ・・・収容室
５３                        ・・・連通路
５５                        ・・・テーパ部
６０                        ・・・ニードル
７０                        ・・・電磁駆動部
１００                      ・・・供給通路
１０４                      ・・・絞り流路
１０５                      ・・・外流路
１２１                      ・・・加圧室
【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】
2012154296.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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