JP2001241369A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スピル弁が閉弁したときの燃料ポンプに加わる
衝撃に起因する作動音を低減することができる燃料ポン
プを提供する。 【解決手段】シリンダ２８とプランジャ３０との相対移
動に基づき加圧室２９の容積を変化させて、加圧室２９
に燃料を吸入するとともに、燃料を加圧室２９に接続さ
れた高圧燃料通路５２から圧送する。燃料圧送時に加圧
室２９の内外を連通・遮断するスピル弁２４の開閉制御
を通じて加圧室２９外に燃料を流出させて、高圧燃料通
路５２からの燃料圧送量を調整する。スピル弁２４の閉
弁時における加圧室２９内の圧力上昇を抑制する抑制機
構６１を設ける。抑制機構６１は加圧室２９と低圧燃料
通路５０との間のバイパス流路６２を開閉する電磁開閉
弁６３を含み、その電磁開閉弁６３の開閉制御にて加圧
室２９からの燃料流出量を調整することにより、加圧室
２９内の圧力上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ポンプに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用エンジン等の内燃機
関に搭載されて、燃料噴射弁等に燃料を供給する燃料ポ
ンプとして、例えば特開平８−１４１４０号公報に記載
された高圧燃料ポンプが知られている。

【０００３】この従来構成の高圧燃料ポンプにおいて
は、シリンダ内で往復移動されるプランジャと、そのプ
ランジャ及びシリンダによって区画形成される加圧室と
が設けられている。そして、シリンダ内でのプランジャ
の往復移動により加圧室の容積が変化されて、加圧室に
燃料が吸入されるとともに、同加圧室に接続された燃料
通路から燃料が圧送されるようになっている。また、こ
の高圧燃料ポンプには加圧室の内外を連通・遮断するス
ピル弁が設けられ、燃料通路からの燃料圧送時に、同ス
ピル弁の開閉制御を通じて加圧室外に燃料が流出される
ことにより、燃料通路からの燃料圧送量が調整されるよ
うになっている。

【０００４】すなわち、高圧燃料ポンプの圧送時には、
シリンダ内でのプランジャの移動により加圧室が縮小さ
れ、これに伴って加圧室内の燃料が加圧される。そし
て、この加圧行程中においてスピル弁が開弁されている
間は、加圧室から燃料が流出するため、燃料通路からの
燃料圧送が行われない。これに対して、スピル弁が加圧
行程中に所定期間閉弁されると、その閉弁期間中に上記
燃料圧送が行われる。このように、加圧行程中における
スピル弁の閉弁期間を制御することによって、高圧燃料
ポンプにおける燃料通路からの燃料圧送量が調整される
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成の高圧燃料ポンプにおいては、加圧行程中にスピル弁
が閉弁開始した瞬間に、加圧室内の圧力が急激に上昇し
てウォータハンマが発生し、これに伴って高圧燃料ポン
プに衝撃が加わって、燃料ポンプの作動音が大きくな
る。特に、内燃機関のアイドル運転時など他の騒音が小
さくなるときには、この他の騒音に対して上記高圧燃料
ポンプの作動音が相対的に大きくなって、その作動音の
増大も無視できないものとなる。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、スピル弁が閉弁するときの
燃料ポンプに加わる衝撃に起因する作動音を低減するこ
とができる燃料ポンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、シリンダとプランジャとの相対移
動に基づき加圧室の容積を変化させて、前記加圧室に燃
料を吸入するとともに、同燃料を前記加圧室に接続され
た燃料通路から圧送し、この燃料圧送時に前記加圧室の
内外を連通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて加圧
室外に燃料を流出させて、前記燃料通路からの燃料圧送
量を調整する燃料ポンプにおいて、前記スピル弁の閉弁
時における前記加圧室内の圧力上昇を抑制する抑制手段
を備えたことを要旨とする。

【０００８】この構成によれば、スピル弁の閉弁時にお
ける加圧室内の急激な圧力上昇が、抑制手段によって抑
制される。このため、圧力上昇に伴うウォータハンマを
緩和することができて、燃料ポンプに加わる衝撃を小さ
くすることができ、燃料ポンプの作動音を低減すること
ができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記抑制手段が、加圧室からの燃料流
出量を調整するものであることを要旨とする。この構成
によれば、加圧室からの燃料流出量を調整することによ
って、加圧室内の圧力上昇を好適に抑制することができ
る。また、内燃機関の運転状態に応じて燃料流出量を調
整することで、例えば内燃機関の高負荷高回転時のよう
に他の騒音が大きくて、燃料ポンプの作動音が相対的に
小さいときには、燃料流出量の調整によって燃料ポンプ
の効率を確保することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記抑制手段が、流路を開閉する開閉
手段によって燃料流出量を調整するものであることを要
旨とする。

【００１１】この構成によれば、内燃機関の高負荷高回
転時等において、開閉手段にて流路を閉じることによ
り、加圧室からの燃料流出量をなくすことができ、燃料
ポンプの効率を確保する上で好適である。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記抑制手段が、流路に流路抵抗を付
与する抵抗手段によって燃料流出量を調整するものであ
ることを要旨とする。

【００１３】この構成によれば、抵抗手段により加圧室
からの燃料流出量を安価に調整することができて、高負
荷高回転時等における燃料ポンプの効率を確保する上で
安価である。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記抑制手段が、スピル弁の閉弁速度
を低減するものであることを要旨とする。この構成によ
れば、スピル弁の閉弁速度を低減することで、加圧室内
の圧力上昇に起因する作動音を低減することができるこ
とに加えて、スピル弁の着座音も好適に低減することが
できる。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記抑制手段が、スピル弁の開弁方向
への付勢力を増大するものであることを要旨とする。こ
の構成によれば、スピル弁の開弁方向への付勢力を増大
することで、スピル弁の閉弁速度を好適に低減すること
ができ、作動音や着座音を低減する上で好適である。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記抑制手段が、スピル弁のリフト量
を縮小するものであることを要旨とする。この構成によ
れば、スピル弁のリフト量を縮小することで、スピル弁
の応答性を確保しながらスピル弁の閉弁速度を好適に低
減することができ、燃料ポンプの効率を確保する上で好
適である。

【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記抑制手段が、加圧室の容積を拡張
するものであることを要旨とする。この構成によれば、
加圧室の容積を拡張することで、比較的安価に燃料ポン
プの効率を確保しながら、加圧室内の圧力上昇に起因す
る作動音を低減することができる。

【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記抑制手段が、燃料通路の容積を拡
張するものであることを要旨とする。この構成によれ
ば、燃料通路の容積を拡張することで、比較的安価に燃
料ポンプの効率を確保しながら、加圧室内の圧力上昇に
起因する作動音を低減することができる。

【００１９】請求項１０に記載の発明は請求項１に記載
の発明において、前記抑制手段が、加圧室内の圧力上昇
に伴うプランジャの変位を、同プランジャを駆動するカ
ムの変位にて抑制するものであることを要旨とする。

【００２０】この構成によれば、加圧室内の圧力上昇に
伴うプランジャの変位を駆動カムの変位にて抑制するこ
とで、比較的安価に燃料ポンプの効率を確保しながら、
加圧室内の圧力上昇に起因する作動音を低減することが
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図１及び図２に従って説明す
る。

【００２２】図１に示すように、この実施形態の高圧燃
料ポンプ２１は、ハウジング２２内にポンプ部２３、電
磁スピル弁２４及びチェック弁２５を装備した構成とな
っている。

【００２３】前記ポンプ部２３は、シリンダ２８、加圧
室２９、プランジャ３０、リフタ３１及びリフタガイド
３２を備えている。シリンダ２８はハウジング２２の中
心に配置され、その先端側に加圧室２９が設けられてい
る。プランジャ３０は、シリンダ２８内に軸線方向へ摺
動可能に挿嵌支持されている。リフタ３１は有底円筒状
に形成され、その底板部にプランジャ３０の基端部が当
接されている。リフタガイド３２はハウジング２２から
円筒状に突出して形成され、その内部にリフタ３１が軸
線方向へ摺動可能に収納されている。

【００２４】前記プランジャ３０の基端部にはリテーナ
３３が係合されている。そして、リフタガイド３２の天
井面とリテーナ３３との間に圧縮状態で配置されたスプ
リング３４により、プランジャ３０の基端部がリフタ３
１の底板部に押し付けられるとともに、リフタ３１がエ
ンジンのカムシャフト３５側に付勢されている。カムシ
ャフト３５には図示しない排気弁開閉弁用カムの外に、
高圧燃料ポンプ２１のプランジャ３０を駆動するための
駆動カム３６が設けられている。そして、この駆動カム
３６の外周のカム面に前記リフタ３１が圧接されてい
る。なお、この駆動カム３６のカム面には、２つのカム
ノーズ３６ａが１８０度の間隔をおいて形成されてい
る。

【００２５】図１及び図２に示すように、前記電磁スピ
ル弁２４は加圧室２９に対向して配置され、コイル３
９、ボビン４０、コア４１、アーマチャ４２、ポペット
弁４３及びシート体４４を備えている。コイル３９はボ
ビン４０の外周にリング状に巻装され、コア４１はボビ
ン４０の中心貫通孔に嵌合固定されている。アーマチャ
４２はポペット弁４３の一端に固定された状態で、その
一部がコア４１と同軸上にてボビン４０の中心貫通孔に
進入可能に配置されている。コア４１とアーマチャ４２
との対向端面には凹部４１ａ，４２ａが形成され、それ
らの凹部４１ａ，４２ａ間にはスプリング４５が圧縮状
態で配置されている。そして、このスプリング４５によ
り、アーマチャ４２が加圧室２９側に向かって付勢され
ている。

【００２６】前記ポペット弁４３はシート体４４内の貫
通孔に摺動可能に貫通され、その端部には円板状の弁体
４３ａが形成されている。そして、図２に示すように、
コイル３９の非通電時には、スプリング４５の付勢力に
より、弁体４３ａがシート体４４のシート部４４ａから
離間されて、電磁スピル弁２４は開弁状態となってい
る。ここで、図示しない電子制御装置から端子４６を介
してコイル３９に通電されると、コア４１、アーマチャ
４２及び電磁スピル弁２４全体を支持する支持部材４７
により磁気回路が形成され、スプリング４５の付勢力に
抗して、アーマチャ４２がコア４１側に移動される。こ
れにより、ポペット弁４３が加圧室２９と反対側に移動
され、その弁体４３ａがシート体４４のシート部４４ａ
に当接されて、電磁スピル弁２４は閉弁状態となる。

【００２７】前記ポペット弁４３の弁体４３ａと接離可
能に対向するように、ハウジング２２内には円板状のス
トッパ４８が配設され、このストッパ４８には複数の燃
料流通用貫通孔４８ａが形成されている。そして、これ
らの燃料流通用貫通孔４８ａは、電磁スピル弁２４が開
弁状態にあるときに、シート体４４に形成された複数の
供給通路４９と加圧室２９との間で燃料を流通可能とし
ている。また、ストッパ４８の中央には補助孔４８ｂが
形成され、電磁スピル弁２４が閉弁状態から開弁される
とき、弁体４３ａがストッパ４８から迅速に離れること
ができるようにしている。

【００２８】前記供給通路４９と連通するように、ハウ
ジング２２には低圧燃料通路５０が形成され、同通路５
０は図示しないプレッシャレギュレータに接続されてい
る。そして、電磁スピル弁２４の開弁状態で、プランジ
ャ３０が下降されるとき、図示しないフィードポンプの
作動により、燃料タンクから汲み上げられた低圧燃料
が、プレッシャレギュレータ、低圧燃料通路５０及び供
給通路４９を介して加圧室２９内に吸入されるようにな
っている。

【００２９】前記低圧燃料通路５０と連通するように、
電磁スピル弁２４の支持部材４７には複数の潤滑通路５
１が形成されている。そして、低圧燃料通路５０に供給
される低圧燃料が、これらの潤滑通路５１及び供給通路
４９を介して、アーマチャ４２及びポペット弁４３の外
周に導かれて、それらの潤滑が行われるようになってい
る。

【００３０】前記シリンダ２８の先端側に形成された加
圧室２９は、シリンダ２８の内周面よりも大径に形成さ
れている。そして、図１に鎖線で示すように、プランジ
ャ３０の先端部が加圧室２９内に進入した状態で、加圧
室２９の内周面とプランジャ３０の外周面との間に隙間
が形成されるようになっている。シリンダ２８及びハウ
ジング２２には高圧燃料通路５２が形成され、加圧室２
９がこの高圧燃料通路５２を介してチェック弁２５に連
通されるようになっている。

【００３１】前記チェック弁２５は、高圧燃料通路５２
に接続されたケーシング５５と、そのケーシング５５内
に配置されたシート体５６と、そのシート体５６に接離
可能に対向する弁体５７と、その弁体５７をシート体５
６に対する圧接位置に向かって付勢するスプリング５８
とを備えている。また、このチェック弁２５は図示しな
い燃料分配管に接続されている。そして、加圧室２９内
から高圧燃料通路５２を介して圧送される燃料の圧力が
所定値を超えたとき、弁体５７がスプリング５８の付勢
力に抗してシート体５６から離間する位置に移動され
る。これにより、チェック弁２５が開弁状態になって、
高圧燃料通路５２から圧送される高圧燃料が燃料分配管
に供給され、図示しないエンジンのシリンダヘッドに取
り付けられた各燃料噴射弁に分配されるようになってい
る。

【００３２】前記のように構成された高圧燃料ポンプ２
１において、エンジンが駆動された場合には、カムシャ
フト３５の回転に伴って駆動カム３６が回転され、その
カム面のプロフィールに応じて、リフタ３１がリフタガ
イド３２内で軸線方向に往復移動される。そして、図１
に鎖線で示すように、駆動カム３６が回転位置Ｒ１に回
転された状態では、リフタ３１がカムシャフト３５に最
も近づいた下死点に移動され、そのリフタ３１に連動す
るプランジャ３０も下死点に移動されて、加圧室２９の
容積は最大状態になる。

【００３３】この状態から、駆動カム３６が図１の反時
計方向に回転されると、図１に回転位置Ｒ２で示すよう
に、リフタ３１の底板部に１つのカムノーズ３６ａが順
に近付いて、リフタ３１が上昇される。これにより、プ
ランジャ３０が上昇されて、加圧室２９の容積が押し縮
められる。そして、駆動カム３６が回転位置Ｒ３まで回
転されて、１つのカムノーズ３６ａが最上部に位置する
と、リフタ３１及びプランジャ３０がカムシャフト３５
から最も離れた上死点に到達する。この駆動カム３６の
回転位置Ｒ１→Ｒ２→Ｒ３の行程が加圧行程となる。

【００３４】この加圧行程の終了直前の適切なタイミン
グ、すなわちプランジャ３０が上死点に到達する直前の
適切なタイミングで、電子制御装置からコイル３９に通
電されて、電磁スピル弁２４が閉じられる。この場合、
電磁スピル弁２４が閉じられる前の加圧行程中では、加
圧室２９内の燃料が弁体４３ａとシート部４４ａとの間
から、供給通路４９を介して低圧燃料通路５０側に流出
される。

【００３５】それに対して、電磁スピル弁２４が閉じら
れると、弁体４３ａがシート部４４ａに着座して、加圧
室２９から供給通路４９側への燃料の流出が遮断され
る。このため、加圧室２９内の燃料圧力は急速に上昇さ
れて高圧燃料となる。この加圧室２９内の高圧燃料は、
高圧燃料通路５２からチェック弁２５側に圧送され、そ
のチェック弁２５を押し開いて、図示しない燃料分配管
に供給される。そして、この高圧燃料の圧送供給は、加
圧行程が終了するまで継続される。

【００３６】さらに、前記駆動カム３６が図１の回転位
置Ｒ３から反時計方向に回転されると、リフタ３１及び
プランジャ３０がスプリング４５の付勢力により上死点
から次第に下降される。そして、駆動カム３６が回転位
置Ｒ１まで回転されたとき、リフタ３１及びプランジャ
３０が再び下死点に到達する。この駆動カム３６の回転
位置Ｒ３→Ｒ１の行程が吸入行程となる。

【００３７】この吸入行程の開始のタイミング、すなわ
ちプランジャ３０が上死点に到達したタイミングで、電
子制御装置からコイル３９への通電が停止され、吸入行
程の開始と同時に電磁スピル弁２４が開弁される。これ
により、低圧燃料通路５０側から、供給通路４９及び弁
体４３ａとシート部４４ａとの間を介して、加圧室２９
内に燃料が吸入される。

【００３８】以後、上述した加圧行程と吸入行程とが繰
り返し行われ、加圧行程での電磁スピル弁２４の閉弁タ
イミングが、電子制御装置にてエンジンの運転状態、例
えば燃料分配管内の燃料圧力と燃料噴射弁からの燃料噴
射量とに応じて設定制御されることにより、高圧燃料通
路５２から燃料分配管内に圧送される高圧燃料の圧送量
が調整される。

【００３９】さて、この実施形態の高圧燃料ポンプ２１
では、図２に示すように、前記加圧行程中に電磁スピル
弁２４が閉弁されるとき、加圧室２９内の圧力が急激に
上昇するのを抑制するための抑制手段としての抑制機構
６１が装備されている。この抑制機構６１は、加圧室２
９と低圧燃料通路５０とを連通するように、シリンダ２
８及びハウジング２２に形成されたバイパス流路６２
と、そのバイパス流路６２を開閉する開閉手段としての
電磁開閉弁６３とを備えている。

【００４０】そして、エンジンのアイドル運転時のよう
に、他の騒音が高圧燃料ポンプ２１の作動音に比較して
相対的に小さくなるとき、電子制御装置の制御に基づい
て電磁開閉弁６３が開弁されるようになっている。従っ
て、この電磁開閉弁６３の開弁状態では、加圧室２９内
の燃料がバイパス流路６２を介して低圧燃料通路５０側
に流出され、加圧室２９内から低圧燃料通路５０側への
燃料流出量が増加調整される。よって、高圧燃料ポンプ
２１の加圧行程における電磁スピル弁２４の閉弁時に、
加圧室２９内の圧力が急激に上昇するのが抑制されて、
圧力上昇に伴うウォータハンマの発生が緩和される。

【００４１】これに対して、エンジンの高負荷高回転時
のように、他の騒音が高圧燃料ポンプ２１の作動音に比
較して大きくなるときには、電子制御装置の制御に基づ
いて電磁開閉弁６３が閉弁される。これにより、加圧室
２９内の燃料がバイパス流路６２を介して低圧燃料通路
５０側に流出されなくなって、高圧燃料ポンプ２１が効
率よく作動される。

【００４２】さて、本実施の形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （１） この高圧燃料ポンプ２１においては、シリンダ
２８とプランジャ３０との相対移動に基づいて加圧室２
９の容積が変化され、加圧室２９に燃料が吸入されると
ともに、同燃料が加圧室２９に接続された高圧燃料通路
５２から圧送されるようになっている。また、燃料圧送
時に加圧室２９の内外を連通・遮断するスピル弁２４の
開閉制御を通じて加圧室２９外に燃料が流出されて、高
圧燃料通路５２からの燃料圧送量が調整されるようにな
っている。そして、この高圧燃料ポンプ２１には、スピ
ル弁２４の閉弁時において、加圧室２９内の圧力上昇を
抑制するための抑制機構６１が装備されている。

【００４３】このため、燃料加圧行程においてスピル弁
２４が閉弁されるとき、加圧室２９内の圧力が急激に上
昇するのを、抑制機構６１によって抑制することができ
る。従って、圧力上昇に伴うウォータハンマを緩和する
ことができ、そのウォータハンマに起因して高圧燃料ポ
ンプ２１に加わる衝撃を小さくすることができ、高圧燃
料ポンプ２１の作動音を低減することができる。

【００４４】（２） この高圧燃料ポンプ２１において
は、前記抑制機構６１が、加圧室２９からの燃料流出量
を調整するように構成されている。このため、加圧室２
９からの燃料流出量を調整することで、加圧室２９内の
圧力上昇を好適に抑制することができる。また、エンジ
ンの運転状態に応じて燃料流出量を調整することで、例
えばエンジンの高負荷高回転時のように他の騒音が大き
くて、高圧燃料ポンプ２１の作動音が相対的に小さいと
きには、燃料流出量の調整によって高圧燃料ポンプ２１
の効率を確保することができる。

【００４５】（３） この高圧燃料ポンプ２１において
は、前記抑制機構６１が、加圧室２９と低圧燃料通路５
０との間のバイパス流路６２を開閉する電磁開閉弁６３
を備え、その電磁開閉弁６３の開閉によって加圧室２９
からの燃料流出量を調整するようになっている。このた
め、エンジンのアイドル運転時等においては、電磁開閉
弁６３にてバイパス流路６２を開くことにより、加圧室
２９から燃料が流出されて、加圧室２９内の圧力上昇を
好適に抑制することができる。これに対して、エンジン
の高負荷高回転時等においては、電磁開閉弁６３にてバ
イパス流路６２を閉じることにより、加圧室２９からの
燃料流出量をなくすことができて、高圧燃料ポンプ２１
の効率を確保する上で好適である。

【００４６】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図３に従って説明する。なお、この第２実施形態
及び後述する第３〜第１３の各実施形態において、図１
及び図２に示す第１実施形態と同一または近似する構成
については、重複説明を避けるため第１実施形態と同じ
参照符号を付して、それらの詳細な説明は省略する。

【００４７】さて、この第２実施形態においては、電磁
スピル弁２４の閉弁時に加圧室２９内の圧力上昇を抑制
するための抑制手段としての抑制機構６１の構成が、前
記第１実施形態と相違している。すなわち、この実施形
態の抑制機構６１は、加圧室２９と低圧燃料通路５０と
を連通するバイパス流路６２と、そのバイパス流路６２
に流路抵抗を付与する抵抗手段としてのオリフィス６６
と、バイパス流路６２における燃料の流出方向を規制す
る逆止弁６７とを備えている。なお、前記オリフィス６
６は、通常の絞り構造またはラビリンス構造からなって
いる。

【００４８】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、加圧行程中に電磁スピル弁２４が閉弁されると
き、加圧室２９内の燃料がバイパス流路６２を介して低
圧燃料通路５０側に流出され、加圧室２９内から低圧燃
料通路５０側への燃料流出量が増加調整される。このた
め、加圧室２９内の圧力が急激に上昇するのが抑制され
て、圧力上昇に伴うウォータハンマの発生が緩和され
る。

【００４９】また、加圧室２９内からバイパス流路６２
を介して低圧燃料通路５０側に流出する燃料の流出量
が、オリフィス６６により規制されている。このため、
エンジンの高負荷高回転時等においても、高圧燃料ポン
プ２１の効率が大きく低下することはなく、高圧燃料ポ
ンプ２１の効率確保を図ることができる。

【００５０】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（１）及び（２）に記載の効果に加え
て、以下のような効果を得ることができる。 （４） この高圧燃料ポンプ２１においては、前記抑制
機構６１が、加圧室２９と低圧燃料通路５０との間のバ
イパス流路６２に流路抵抗を付与するオリフィス６６を
備え、そのオリフィス６６によって燃料流出量を調整す
るようになっている。このため、簡単な構成のオリフィ
ス６６にて、加圧室２９からの燃料流出量を安価に調整
することができて、エンジンの高負荷高回転時等におけ
る高圧燃料ポンプ２１の効率を確保する上で安価であ
る。

【００５１】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態を図４に従って説明する。さて、この第３実施形態
においては、抑制手段としての抑制機構６１の構成が、
前記各実施形態と相違している。すなわち、この実施形
態の抑制機構６１では、コア４１のアーマチャ４２と対
応する端面に円環状の凹部６８が形成され、その凹部６
８内にはストッパ部材６９が嵌着されている。このスト
ッパ部材６９は例えばピエゾ素子により構成され、図４
に鎖線で示すように、電圧が印加されたときに体積が膨
張して、コア４１の端面から突出するようになってい
る。

【００５２】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、エンジンのアイドル運転時等において、加圧行
程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際に、ストッパ部
材６９が体積膨張してコア４１の端面から突出すること
により、アーマチャ４２の移動がストッパ部材６９にて
規制される。このため、電磁スピル弁２４の弁体４３ａ
がシート部４４ａに完全に着座されず、加圧室２９内か
ら低圧燃料通路５０側への燃料が流出して、加圧室２９
内の急激な圧力上昇が抑制される。

【００５３】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができ
る。 （第４実施形態）次に、本発明の第４実施形態を図５に
従って説明する。

【００５４】さて、この第４実施形態においては、抑制
手段としての抑制機構６１の構成が、前記各実施形態と
相違している。すなわち、この実施形態の抑制機構６１
では、シート体４４のシート部４４ａに円環状の凹部７
０が形成され、その凹部７０内にはストッパ部材７１が
嵌着されている。このストッパ部材７１は前記第３実施
形態と同様に例えばピエゾ素子により構成され、図５に
鎖線で示すように、電圧が印加されたときに体積が膨張
して、シート部４４ａから突出するようになっている。

【００５５】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、エンジンのアイドル運転時等において、加圧行
程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際に、ストッパ部
材７１が体積膨張してシート部４４ａから突出すること
により、弁体４３ａの移動がストッパ部材７１にて規制
される。このため、弁体４３ａがシート部４４ａに完全
に着座されず、加圧室２９内から低圧燃料通路５０側へ
の燃料が流出して、加圧室２９内の急激な圧力上昇が抑
制される。

【００５６】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができ
る。 （第５実施形態）次に、本発明の第５実施形態を図６に
従って説明する。

【００５７】さて、この第５実施形態においては、抑制
手段としての抑制機構６１の構成が、前記各実施形態と
相違している。すなわち、この実施形態の抑制機構６１
では、コア４１の凹部４１ａ内に伸縮部材７２が配設さ
れ、その伸縮部材７２にスプリング４５の一端が掛止さ
れている。この伸縮部材７２は例えばピエゾ素子により
構成され、図６に鎖線で示すように、電圧が印加された
ときに体積が膨張して、電磁スピル弁２４の開弁方向へ
のスプリング４５の付勢力を増大させるようになってい
る。

【００５８】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、エンジンのアイドル運転時等において、加圧行
程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際に、伸縮部材７
２が体積膨張してスプリング４５の付勢力が増大される
ことにより、弁体４３ａの閉弁速度が低減される。この
ため、加圧室２９内の急激な圧力上昇が抑制されるとと
もに、弁体４３ａがシート部４４ａに着座される際に発
生する着座音が低減される。

【００５９】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（１）に記載の効果に加えて、以下のよう
な効果を得ることができる。 （５） この高圧燃料ポンプ２１においては、前記抑制
機構６１が、電磁スピル弁２４の閉弁速度を低減するよ
うに構成されている。このため、電磁スピル弁２４の閉
弁速度を低減することで、加圧室２９内の圧力上昇に起
因する作動音を低減することができることに加えて、電
磁スピル弁２４の着座音も好適に低減することができ
る。

【００６０】（６） この高圧燃料ポンプ２１において
は、前記抑制機構６１が、電磁スピル弁２４の開弁方向
への付勢力を増大するように構成されている。このた
め、電磁スピル弁２４の開弁方向への付勢力を増大する
ことで、その電磁スピル弁２４の閉弁速度を好適に低減
することができ、作動音や着座音を低減する上で好適で
ある。

【００６１】（第６実施形態）次に、本発明の第６実施
形態を図７に従って説明する。さて、この第６実施形態
においては、抑制手段としての抑制機構６１の構成が、
前記各実施形態と相違している。すなわち、この実施形
態の抑制機構６１では、コア４１のアーマチャ４２と対
向する端面に補助スプリング７３及び付勢部材７４が配
設されている。

【００６２】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、加圧行程中にスプリング４５の付勢力に抗して
電磁スピル弁２４が閉弁される際に、アーマチャ４２が
付勢部材７４に当接して補助スプリング７３が圧縮さ
れ、電磁スピル弁２４の開弁方向への付勢力が増大され
る。これにより、弁体４３ａの閉弁速度が低減されて、
加圧室２９内の急激な圧力上昇が抑制されるとともに、
弁体４３ａがシート部４４ａに着座される際に発生する
着座音が低減される。

【００６３】従って、本実施形態によれば、前記第５実
施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができ
る。 （第７実施形態）次に、本発明の第７実施形態を図８に
従って説明する。

【００６４】さて、この第７実施形態においては、抑制
手段としての抑制機構６１の構成が、前記各実施形態と
相違している。すなわち、この実施形態の抑制機構６１
では、シート体４４のシート部４４ａに円環状の凹部７
５が形成され、その凹部７５内には可動シート部７６が
伸縮部材７７を介して収容配置されている。この伸縮部
材７７は例えばピエゾ素子により構成され、図８に鎖線
で示すように、電圧が印加されたときに体積が膨張し
て、可動シート部７６をシート部４４ａから下方へ突出
させるようになっている。

【００６５】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、エンジンのアイドル運転時等において、加圧行
程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際に、伸縮部材７
７が体積膨張して可動シート部７６がシート部４４ａか
ら突出されることにより、弁体４３ａのリフト量が縮小
される。これにより、弁体４３ａの着座時における閉弁
速度が低減されて、加圧室２９内の急激な圧力上昇が抑
制されるとともに、弁体４３ａがシート部４４ａに着座
される際に発生する着座音が低減される。

【００６６】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（１）及び（５）に記載の効果に加えて、
以下のような効果を得ることができる。 （７） この高圧燃料ポンプ２１においては、前記抑制
機構６１が、電磁スピル弁２４の閉弁時のリフト量を縮
小するように構成されている。このため、電磁スピル弁
２４のリフト量を縮小することで、その電磁スピル弁２
４の応答性を確保しながら電磁スピル弁２４の閉弁速度
を好適に低減することができ、高圧燃料ポンプ２１の効
率を確保する上で好適である。

【００６７】（第８実施形態）次に、本発明の第８実施
形態を図９に従って説明する。さて、この第８実施形態
においては、抑制手段としての抑制機構６１の構成が、
前記各実施形態と相違している。すなわち、この実施形
態の抑制機構６１では、電磁スピル弁２４の弁体４３ａ
の開弁位置を規制するストッパ４８の中央上面に凹部７
８が形成され、その凹部７８内には可動ストッパ部材７
９が伸縮部材８０を介して収容配置されている。この伸
縮部材８０は前記第７実施形態と同様に、例えばピエゾ
素子により構成され、図９に鎖線で示すように、電圧が
印加されたときに体積が膨張して、可動ストッパ部材７
９をストッパ４８の上面から突出させるようになってい
る。

【００６８】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、エンジンのアイドル運転時等において、加圧行
程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際に、伸縮部材８
０が体積膨張して可動ストッパ部材７９がストッパ４８
の上面から突出されることにより、弁体４３ａのリフト
量が縮小される。これにより、弁体４３ａの着座時にお
ける閉弁速度が低減されて、加圧室２９内の急激な圧力
上昇が抑制されるとともに、弁体４３ａがシート部４４
ａに着座される際に発生する着座音が低減される。

【００６９】従って、本実施形態によれば、前記第７実
施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができ
る。 （第９実施形態）次に、本発明の第９実施形態を図１０
に従って説明する。

【００７０】さて、この第９実施形態においては、抑制
手段としての抑制機構６１の構成が、前記各実施形態と
相違している。すなわち、この実施形態の抑制機構６１
では、加圧室２９の内面に緩衝部材８１が配設されてい
る。この緩衝部材８１は内部に多数の細孔８２を有する
多孔質弾性体から構成され、加圧室２９の内部圧力に応
じて体積が収縮されるようになっている。

【００７１】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、加圧行程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際
に、加圧室２９の内部圧力が上昇すると、緩衝部材８１
が体積収縮して、加圧室２９の容積が拡張される。これ
により、加圧室２９内の急激な圧力上昇が抑制される。

【００７２】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（１）に記載の効果に加えて、以下のよう
な効果を得ることができる。 （８） この高圧燃料ポンプ２１においては、前記抑制
機構６１が、加圧室２９の容積を拡張するように構成さ
れている。このため、加圧室２９の容積を拡張すること
で、比較的安価に高圧燃料ポンプ２１の効率を確保しな
がら、加圧室２９内の圧力上昇に起因する作動音を低減
することができる。

【００７３】（第１０実施形態）次に、本発明の第１０
実施形態を図１１に従って説明する。さて、この第１０
実施形態においては、抑制手段としての抑制機構６１の
構成が、前記各実施形態と相違している。すなわち、こ
の実施形態の抑制機構６１では、プランジャ３０の先端
面に凹所８３が形成され、その凹所を塞ぐようにシート
状の弾性部材８４が配設されている。そして、この弾性
部材８４が加圧室２９の内部圧力に応じて凹所８３の内
側または外側に弾性湾曲されるようになっている。

【００７４】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、加圧行程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際
に、加圧室２９の内部圧力が上昇すると、図１１に鎖線
で示すように、弾性部材８４が凹所８３の内側に湾曲さ
れて、加圧室２９の容積が拡張される。これにより、加
圧室２９内の急激な圧力上昇が抑制される。

【００７５】従って、本実施形態によれば、前記第９実
施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができ
る。 （第１１実施形態）次に、本発明の第１１実施形態を図
１２及び図１３に従って説明する。

【００７６】さて、この第１１実施形態においては、抑
制手段としての抑制機構６１の構成が、前記各実施形態
と相違している。すなわち、この実施形態の抑制機構６
１では、高圧燃料通路５２に接続されたチェック弁２５
が、ケーシング５５と、そのケーシング５５内に形成さ
れたストッパ部８５と、ケーシング５５内に移動可能に
配設された容積拡張部材８６と、その容積拡張部材８６
をストッパ部８５から離間する方向に付勢する第１スプ
リング８７と、容積拡張部材８６内に配設されたシート
体５６と、そのシート体５６に接離可能に対応する弁体
５７と、その弁体５７をシート体５６に対する圧接位置
に向かって付勢する第２スプリング５８とから構成され
ている。そして、第１スプリング８７の付勢力が、第２
スプリング５８の付勢力よりも弱くなるように設定され
ている。

【００７７】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、加圧行程中に電磁スピル弁２４が閉弁される際
に、加圧室２９の内部圧力が上昇すると、高圧燃料通路
５２から圧送される燃料の圧力により、容積拡張部材８
６が第１スプリング８７の付勢力に抗して、ストッパ部
８５と当接する位置まで移動される。これにより、高圧
燃料通路５２の容積が拡張されて、図１３に示すよう
に、加圧室２９内の圧力が従来構成のように急激に上昇
されることなく緩やかに上昇される。その後、弁体５７
が第２スプリング５８の付勢力に抗して、シート体５６
から離間する位置に移動され、チェック弁２５が開弁状
態になる。

【００７８】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（１）に記載の効果に加えて、以下のよう
な効果を得ることができる。 （９） この高圧燃料ポンプ２１においては、前記抑制
機構６１が、高圧燃料通路５２の容積を拡張するように
構成されている。このため、高圧燃料通路５２の容積を
拡張することで、比較的安価に高圧燃料ポンプ２１の効
率を確保しながら、加圧室２９内の圧力上昇に起因する
作動音を低減することができる。

【００７９】（第１２実施形態）次に、本発明の第１２
実施形態を図１４及び図１５に従って説明する。さて、
この第１２実施形態においては、抑制手段としての抑制
機構６１の構成が、前記各実施形態と相違している。す
なわち、この実施形態の抑制機構６１では、駆動カム３
６がカムシャフト３５上に回転自在に挿嵌支持されてい
る。駆動カム３６には一対の回転規制凹部８８が形成さ
れ、これらの回転規制凹部８８の両側面と係合するよう
に、カムシャフト３５の外周には一対の係合突起８９が
突設されている。そして、これらの係合突起８９が回転
規制凹部８８の一側面８８ａと係合する位置から他側面
８８ｂと係合する位置までの角度範囲内で、カムシャフ
ト３５に対する駆動カム３６の相対回転が規制されるよ
うになっている。

【００８０】前記駆動カム３６の側面には一対のバネ座
９０が突設され、各バネ座９０と係合突起８９との間に
はリーフスプリング９１が介装されている。そして、通
常は図１４に実線で示すように、これらのリーフスプリ
ング９１により、各係合突起８９が回転規制凹部８８の
一側面８８ａと係合する位置に向かって、駆動カム３６
が回動付勢されて、この状態で駆動カム３６がカムシャ
フト３５と一体的に図１４の反時計方向へ回転されるよ
うになっている。

【００８１】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、第１５（ａ）に示すように、加圧行程中に例え
ば駆動カム３６が図１４に示す回転位置Ｒ２まで回転さ
れた時点で、電子制御装置からのスピル弁駆動信号によ
り、電磁スピル弁２４が閉弁されて、加圧室２９の内部
圧力が上昇すると、各リーフスプリング９１の付勢力に
抗して、駆動カム３６の回転が停止されて、カムシャフ
ト３５のみが反時計方向に相対回転される。これによ
り、加圧室２９内の圧力上昇に伴うプランジャ３０の変
位が、カムシャフト３５に対する駆動カム３６の変位に
て抑制されて、図１５（ｂ）に示すように、加圧室２９
内の急激な圧力上昇が緩和される。

【００８２】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（１）に記載の効果に加えて、以下のよう
な効果を得ることができる。 （１０） この高圧燃料ポンプ２１においては、前記抑
制機構６１が、加圧室２９内の圧力上昇に伴うプランジ
ャ３０の変位を、同プランジャ３０を駆動する駆動カム
３６の変位にて抑制するように構成されている。このた
め、加圧室２９内の圧力上昇に伴うプランジャ３０の変
位を駆動カム３６の変位にて抑制することで、比較的安
価に高圧燃料ポンプ２１の効率を確保しながら、加圧室
２９内の圧力上昇に起因する作動音を低減することがで
きる。

【００８３】（第１３実施形態）次に、本発明の第１３
実施形態を図１６に従って説明する。さて、この第１３
実施形態においては、抑制手段としての抑制機構６１の
構成が、前記各実施形態と相違している。すなわち、こ
の実施形態の抑制機構６１では、カムシャフト３５上に
第１駆動カム３６Ａが挿嵌固定されるとともに、第２駆
動カム３６Ｂが回転自在に挿嵌支持されている。第２駆
動カム３６Ｂには一対の回転規制凹部８８が形成され、
これらの回転規制凹部８８の両側面と係合するように、
カムシャフト３５の外周には一対の係合突起８９が突設
されている。そして、これらの係合突起８９が回転規制
凹部８８の一側面８８ａと係合する位置から他側面８８
ｂと係合する位置までの角度範囲内で、カムシャフト３
５に対する第２駆動カム３６Ｂの相対回転が規制される
ようになっている。

【００８４】前記第１駆動カム３６Ａ及び第２駆動カム
３６Ｂの対向面には各一対のバネ座９２，９３が突設さ
れ、それらのバネ座９２，９３間にはリーフスプリング
９１が介装されている。そして、通常は図１６に示すよ
うに、これらのリーフスプリング９１により、各係合突
起８９が回転規制凹部８８の一側面８８ａと係合する位
置に向かって、第２駆動カム３６Ｂが回動付勢されて、
両駆動カム３６Ａ，３６Ｂが位置ずれした状態で、カム
シャフト３５と一体的に図１６の反時計方向へ回転され
るようになっている。

【００８５】よって、この実施形態の高圧燃料ポンプ２
１では、加圧行程中に例えば第２駆動カム３６Ｂが図１
６に示す回転位置Ｒ２まで回転された時点で、電磁スピ
ル弁２４が閉弁されて、加圧室２９の内部圧力が上昇す
ると、各リーフスプリング９１の付勢力に抗して、第２
駆動カム３６Ｂの回転が停止されて、第１駆動カム３６
Ａがシャフト３５とともに反時計方向へ相対回転され
る。これにより、加圧室２９内の圧力上昇に伴うプラン
ジャ３０の変位が、カムシャフト３５に対する第２駆動
カム３６Ｂの変位にて抑制されて、加圧室２９内の急激
な圧力上昇が緩和される。

【００８６】従って、本実施形態によれば、前記第１２
実施形態に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることがで
きる。なお、実施形態は上記の各構成に限定されるもの
ではなく、次のように変更してもよい。このように変更
した場合でも前記の各実施形態と同様の作用及び効果を
得ることができる。

【００８７】・ 図６に示す第５実施形態、図８に示す
第７実施形態、及び図９に示す第８実施形態において、
伸縮部材７２，７７，８０として、ピエゾ素子に代えて
油圧ピストン等を設けてもよい。

【００８８】・ 前記各実施形態において、駆動カム３
６、３６Ａ，３６Ｂを、カム面に３個以上の複数のカム
ノーズ３６ａを有する形状に変更して構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の高圧燃料ポンプを示す断面
図。

【図２】 図１の高圧燃料ポンプの一部を拡大して示す
部分断面図。

【図３】 第２実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図４】 第３実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図５】 第４実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図６】 第５実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図７】 第６実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図８】 第７実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図９】 第８実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分断
面図。

【図１０】 第９実施形態の高圧燃料ポンプを示す部分
断面図。

【図１１】 第１０実施形態の高圧燃料ポンプを示す部
分断面図。

【図１２】 第１１実施形態の高圧燃料ポンプを示す部
分断面図。

【図１３】 図１２の高圧燃料ポンプの動作を説明する
説明図。

【図１４】 第１２実施形態の高圧燃料ポンプを示す部
分断面図。

【図１５】 図１４の高圧燃料ポンプの動作を説明する
説明図。

【図１６】 第１３実施形態の高圧燃料ポンプを示す部
分断面図。

【符号の説明】 ２１…高圧燃料ポンプ、２３…ポンプ部、２４…電磁ス
ピル弁、２５…チェック弁、２８…シリンダ、２９…加
圧室、３０…プランジャ、３５…カムシャフト、３６…
駆動カム、３６Ａ…第１駆動カム、３６Ｂ…第２駆動カ
ム、４３…ポペット弁、４３ａ…弁体、４４…シート
体、４４ａ…シート部、４５…スプリング、４８…スト
ッパ、４９…供給通路、５０…低圧燃料通路、５２…高
圧燃料通路、５６…シート体、５７…弁体、５８…スプ
リング、６１…抑制手段としての抑制機構、６２…バイ
パス通路、６３…開閉手段としての電磁開閉弁、６６…
抵抗手段としてのオリフィス、６９，７１…ストッパ部
材、７２…伸縮部材、７３…補助スプリング、７４…付
勢部材、７６…可動シート部、７７…伸縮部材、７９…
可動ストッパ部材、８０…伸縮部材、８１…緩衝部材、
８４…弾性部材、８６…容積拡張部材、８７…第１スプ
リング、８８…回転規制凹部、８９…係合突起、９１…
リーフスプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 訓弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 山崎 大地 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 倉田 尚季 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 杉山 雅則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 AB02 BA22 CA08 CA09 CA18 CA31 CA32U CA36 CA39T CB09 CE02 CE04 CE22 CE27 DB07 DB09 DB12 DB13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダとプランジャとの相対移動に基づ
   き加圧室の容積を変化させて、前記加圧室に燃料を吸入
   するとともに、同燃料を前記加圧室に接続された燃料通
   路から圧送し、この燃料圧送時に前記加圧室の内外を連
   通・遮断するスピル弁の開閉制御を通じて加圧室外に燃
   料を流出させて、前記燃料通路からの燃料圧送量を調整
   する燃料ポンプにおいて、 前記スピル弁の閉弁時における前記加圧室内の圧力上昇
   を抑制する抑制手段を備えたことを特徴とする燃料ポン
   プ。
2. 【請求項２】前記抑制手段は、加圧室からの燃料流出量
   を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載
   の燃料ポンプ。
3. 【請求項３】前記抑制手段は、流路を開閉する開閉手段
   によって燃料流出量を調整するものであることを特徴と
   する請求項２に記載の燃料ポンプ。
4. 【請求項４】前記抑制手段は、流路に流路抵抗を付与す
   る抵抗手段によって燃料流出量を調整するものであるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の燃料ポンプ。
5. 【請求項５】前記抑制手段は、スピル弁の閉弁速度を低
   減するものであることを特徴とする請求項１に記載の燃
   料ポンプ。
6. 【請求項６】前記抑制手段は、スピル弁の開弁方向への
   付勢力を増大するものであることを特徴とする請求項５
   に記載の燃料ポンプ。
7. 【請求項７】前記抑制手段は、スピル弁のリフト量を縮
   小するものであることを特徴とする請求項５に記載の燃
   料ポンプ。
8. 【請求項８】前記抑制手段は、加圧室の容積を拡張する
   ものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポン
   プ。
9. 【請求項９】前記抑制手段は、燃料通路の容積を拡張す
   るものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポ
   ンプ。
10. 【請求項１０】前記抑制手段は、加圧室内の圧力上昇に
    伴うプランジャの変位を、同プランジャを駆動するカム
    の変位にて抑制するものであることを特徴とする請求項
    １に記載の燃料ポンプ。