JP2001304071A - 高圧サプライポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 体格を小型にし、小さい電磁吸引力で弁閉応
答性が向上する高圧サプライポンプを提供する。 【解決手段】 電磁弁の弁開時に弁部材５０の先端部５
２の一部がプレート部材７０の燃料通路７１の開口部と
重なるオーバーラップ部７５が略中心部に対して点対称
に４箇所配置されるので、燃料加圧圧送時の電磁弁の弁
閉行程中において、プレート部材７０の燃料通路７１か
ら弁座部１７へ流出する燃料により、オーバーラップ部
７５を弁閉方向に押す流体力が発生する。さらに、電磁
弁の弁開時における弁部材５０の先端部５２とプレート
部材７０との接触面積が低減し、密着力が低減する。し
たがって、弁閉に要する期間を短縮して弁閉応答期間が
低減し、電磁吸引力を増大させることなく弁閉応答性を
向上させることができ、電磁弁の体格を小型にすること
ができる。この結果、搭載スペースを確保することが容
易になり、製造コストが低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下
「内燃機関」をエンジンという）に用いられる高圧サプ
ライポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁弁の弁開時にプランジャ
が下降することにより燃料加圧室に燃料を吸入し、電磁
弁の弁閉時にプランジャが上昇することにより燃料を加
圧する高圧サプライポンプとして、例えば特開平８−１
４１４０号公報に開示される高圧サプライポンプが知ら
れている。

【０００３】このような高圧サプライポンプにより数Ｍ
ｐａから数１０Ｍｐａの高圧に加圧された燃料は、高圧
サプライポンプに設けられたデリバリバルブから吐出ポ
ートを経由してコモンレールに吐出される。コモンレー
ルに蓄圧された高圧燃料は、分岐通路を介してエンジン
各気筒に設けられたインジュクタに供給される。そして
インジェクタから高圧燃料が直接気筒内の燃焼室に噴射
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１４１４０号公報に開示される高圧サプライポンプ
においては、エンジン排気量の増大またはエンジン出力
の向上を図るために燃料の吐出流量を増大した場合、電
磁弁の弁座部による燃料絞りにより燃料加圧室への燃料
吸入不良が発生する恐れがある。この燃料吸入不良を防
止するためには、バルブリフト量を増大させる必要があ
るが、しかし、バルブリフト量の増大により弁閉応答期
間の増加する傾向にある。この弁閉応答期間の増加を防
止するためには、電磁吸引力を増大させる必要があり、
電磁弁の体格が大型になるという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、体格を小型にし、小さい電磁吸
引力で弁閉応答性が向上する高圧サプライポンプを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
高圧サプライポンプによると、シリンダの摺動孔の開口
端部側に設けられ燃料通路を有するプレート部材と、燃
料の吸入通路から燃料通路を経由してシリンダの内壁、
プランジャの端面およびプレート部材の端面で区画形成
される燃料加圧室に吸入される燃料を遮断または流通さ
せる電磁弁との接続部に設けられる期間伸縮手段は、燃
料加圧室内の燃料の流体力により電磁弁の弁閉動作期間
を伸縮する。このため、特別な装置を付加することなく
弁閉に要する期間を短縮して弁閉応答期間が低減し、電
磁吸引力を増大させることなく弁閉応答性を向上させる
ことができる。したがって、電磁弁の体格を小型にする
ことができ、搭載スペースを確保することが容易にな
り、製造コストを低減することができる。

【０００７】本発明の請求項２記載の高圧サプライポン
プによると、期間伸縮手段は、電磁弁の弁開時に弁部材
のプレート部材側端部の一部がプレート部材の燃料通路
の開口部と重なるオーバーラップ部を有しているので、
燃料加圧圧送時の電磁弁の弁閉行程中において、プレー
ト部材の燃料通路から弁座部へ流出する燃料により、オ
ーバーラップ部を弁閉方向に押す流体力が発生する。し
たがって、小さい電磁吸引力で弁閉応答性を向上させる
ことができる。

【０００８】さらに、電磁弁の弁開時における弁部材の
プレート部材側端部とプレート部材との接触面積を低減
することができるので、上記の接触面に発生する密着力
を低減することができる。したがって、小さい電磁吸引
力で弁閉応答性をさらに向上することができる。

【０００９】本発明の請求項３記載の高圧サプライポン
プによると、オーバーラップ部は、プレート部材の略中
心部に対して点対称に設けられているので、燃料加圧圧
送時の電磁弁の弁閉行程中において、オーバーラップ部
を弁閉方向に押す流体力は弁部材に対して均等に作用す
る。したがって、電磁弁の弁閉動作が確実、かつ円滑に
行われる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を示す複数の
実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による高圧サプライ
ポンプを図１および図２に示す。

【００１１】図２に示すように、高圧サプライポンプ１
００は、図示しない吸入通路が形成された図示しない吸
入口と、電磁弁１０と、デリバリバルブ２０と、シリン
ダ３０を収容しているポンプハウジング４０の上部をエ
ンジンハウジングの一部である図示しないヘッドカバー
に固定されている。ヘッドカバーに収容されている高圧
サプライポンプ１００のその他の部分は、円筒状のタペ
ットガイド４１に囲われてヘッドカバー内に収容されて
いる。タペットガイド４１はポンプハウジング４０と一
体に形成されているが、本発明では、タペットガイドと
ポンプハウジングとを別体に形成してもよいし、シリン
ダとポンプハウジングとを一体に形成してもよい。

【００１２】タペットガイド４１の内壁に摺動可能に支
持されるタペット８０は有底円筒状に形成され、底面８
０ａに図示しないポンプカムが当接している。このポン
プカムは、図示しない吸排気バルブを開閉駆動する図示
しないバルブカムシャフトに取付けられ、高圧サプライ
ポンプ１００の後述するプランジャ６０を往復駆動す
る。

【００１３】前述の吸入口に形成された吸入通路には図
示しない低圧燃料ポンプから燃料が供給される。この吸
入通路は燃料ギャラリ４２と連通している。燃料ギャラ
リ４２は、電磁弁１０の周囲のポンプハウジング４０の
内壁に環状に形成され、吸入通路と連通路１１とに連通
している。また燃料ギャラリ４２は、ポンプハウジング
４０に形成されるリターン通路３９および３１に連通し
ている。

【００１４】電磁弁１０は、ポンプハウジング４０に形
成された収容孔４３に鉛直下向きに嵌挿されている。電
磁弁１０は、リテーニングナット１２によりフランジ部
１３を係止されながらポンプハウジング４０に押圧され
て取り付けられている。電磁弁１０のソレノイド４５に
はコネクタ１４に設けられたターミナル４４を介して制
御信号が供給される。

【００１５】電磁弁１０のバルブボディ１５には、後述
する弁部材５０の当接部５１が当接座可能な弁座部１７
と、燃料ギャラリ４２に連通し、後述するプレート部材
７０の燃料通路７１に連通可能な連通路１１とが形成さ
れている。弁部材５０は、弁座１７に対して着座および
離座可能にバルブボディ１５に配設され、圧縮コイルス
プリング１９によって弁開方向に付勢されている。圧縮
コイルスプリング１９の付勢力は、プランジャ６０が図
２の矢印＋Ｚ方向へ移動するときの燃料流れにより発生
する流体力が弁部材５０の後述する先端部５２を図２の
矢印＋Ｚ方向へ押す力よりも大きく設定されている。

【００１６】図１（Ａ）に示すように、弁部材５０は、
円錐斜面に形成される当接部５１と、プレート部材７０
側の端部に円環状に形成される先端部５２とを有してい
る。図２に示すソレノイド４５に通電されたとき、当接
部５１は弁座部１７と当接する。また、図２に示すソレ
ノイド４５への通電が遮断されたとき、先端部５２はプ
レート部材７０と当接し、図１（Ｂ）に示すように、プ
レート部材７０に形成された燃料通路７１の開口部と一
部が重なる。

【００１７】プレート部材７０は、バルブボディ１５と
シリンダ３０との間に軸方向に挟持されており、弁部材
５０の図２に示す矢印−Ｚ方向への移動を規制してい
る。プレート部材７０には、オリフィス７２および燃料
通路７１が形成されている。オリフィス７２は、弁部材
５０の先端部５２がプレート部材７０と当接したときの
弁部材５０とプレート部材７０との密着力を低減するた
めのものであり、プレート部材７０の略中心部に形成さ
れている。燃料通路７１は、図１（Ｂ）に示すように、
オリフィス７２を中心に点対称に４箇所形成されてお
り、弁部材５０の先端部５２がプレート部材７０と当接
したとき、開口部が先端部５２の一部と重なるオーバー
ラップ部７５が略中心部に対して点対称に４箇所配置さ
れる。すなわち燃料通路７１は、プレート部材７０の中
心部側の内壁７１ａが弁部材５０の先端部５２の外壁よ
りも径方向内側に形成され、プレート部材７０の外周側
の内壁７１ｂが弁部材５０の先端部５２の外壁よりも径
方向外側に形成されている。

【００１８】バルブボディ１５とプレート部材７０とは
軸方向において互いに面接触し、プレート部材７０とシ
リンダ３０とは軸方向において互いに面接触しており、
リテーニングナット１２の締付け力により後述する燃料
加圧室４６の燃料が燃料ギャラリ４２に漏れないように
している。

【００１９】シリンダ３０はポンプハウジング４０に形
成されたシリンダ孔３２に嵌挿されている。シリンダ３
０には大径孔３３と摺動孔３４が形成されている。大径
孔３３の内壁３６とプランジャ６０の外壁とプレート部
材７０の端面とによって燃料加圧室４６が区画形成され
る。摺動孔３４の内壁３７に吐出通路３５およびリター
ン通路３８が形成されている。吐出通路３５はポンプハ
ウジング４０に形成されている吐出通路２４と連通し、
リターン通路３８はポンプハウジング４０に形成されて
いるリターン通路３１と連通している。内壁３７と内壁
３６との間、および内壁３７のタペット８０側にそれぞ
れテーパ壁３６ａおよび３７ａが形成されている。

【００２０】プランジャ６０は、摺動孔３４に往復移動
自在に収容され、内壁３７に軸方向に摺動可能に支持さ
れている。プランジャ６０は、テーパ部６１、大径部６
２、小径部６３およびヘッド部６４からなる。大径部６
２の外壁と摺動孔の内壁３７との間には微小隙間が形成
されている。大径部６２の外壁にリーク溝６５および６
６が周方向に形成されている。リーク溝６５および６６
は、シリンダ３０の燃料加圧室４６側から大径部６２の
外壁と摺動孔の内壁３７との間の微小隙間にリークする
燃料をリターン通路３８および３１に移送する。

【００２１】スプリングシート８１は圧縮コイルスプリ
ング８２により図２の−Ｚ方向に付勢され、タペット８
０の内底面に当接している。プランジャ６０のヘッド部
６４は、タペット８０の内底面とスプリングシート８１
との間に挟持されている。

【００２２】デリバリバルブ２０はポンプハウジング４
０とねじ結合し、吐出弁体２１は圧縮コイルスプリング
２２により弁座２３に付勢されている。プランジャ６０
の往復移動により大径孔３３内の圧力が所定圧以上、例
えば１０数ＭＰａ以上に加圧されると、圧縮コイルスプ
リング２２の付勢力に抗して吐出弁体２１がリフトし、
吐出通路２４と吐出口２５とが連通する。デリバリバル
ブ２０は図示しない燃料鋼管により図示しないコモンレ
ールと接続されている。

【００２３】次に、上記構成の高圧サプライポンプ１０
０の作動について、(1) 燃料の吸入行程、(2) 燃料の加
圧圧送行程に分けて説明する。 (1) 燃料の吸入行程 バルブカムシャフトの回転に伴いポンプカムが回転し、
タペット８０およびスプリングシート８１とともにプラ
ンジャ６０が往復動する。プランジャ６０が上死点であ
る図２の＋Ｚ方向の最大位置に位置すると、電磁弁１０
のソレノイド４５への通電が遮断される。すると、圧縮
コイルスプリング１９の付勢力により弁部材５０の当接
部５１が弁座部１７から離間し電磁弁１０は弁開状態と
なる。このとき、弁部材５０の先端部５２はプレート部
材７０と当接し、図１（Ｂ）に示すように、プレート部
材７０の燃料通路７１の開口部と一部が重なり、オーバ
ーラップ部７５が略中心部に対して点対称に４箇所配置
される。そして、プランジャ６０が図２の−Ｚ方向に移
動することにより、燃料ポンプから吐出された低圧燃料
が、吸入通路、燃料ギャラリ４２、連通路１１および燃
料通路７１を経由して燃料加圧室４６に流入される。そ
の後、プランジャ６０が下死点である図２の−Ｚ方向の
最大位置に位置するとき、燃料加圧室４６内には最大量
の低圧燃料が流入する。

【００２４】(2) 燃料の加圧圧送行程 プランジャ６０が図２の＋Ｚ軸方向に移動する行程にお
いて、所望の燃料吐出量に対応した位置にプランジャ６
０が到達したとき、電子制御ユニットにより電磁弁１０
のソレノイド４５に通電される。これにより、弁部材５
０は図２の＋Ｚ軸方向に移動し、当接部５１が弁座部１
７に当接する。すなわち、電磁弁１０は弁閉状態とな
る。上記の弁閉行程中において、弁閉開始時にプレート
部材７０の燃料通路７１から弁座部１７へ流出する燃料
により、オーバーラップ部７５を図２の＋Ｚ軸方向、す
なわち弁閉方向に押す流体力が発生する。このため、弁
閉に要する期間を短縮することができ、小さい電磁吸引
力で弁閉応答性を向上することができる。

【００２５】その後、プランジャ６０がさらに図２の＋
Ｚ軸方向に移動すると、燃料加圧室４６内の燃料は高圧
となり、吐出通路３５および２４、弁座２３と吐出弁体
２１との隙間、吐出口２５を経由して高圧燃料がデリバ
リバルブ２０から図示しないコモンレールに吐出され
る。このとき、燃料加圧室４６内の高圧燃料の一部がプ
ランジャ６０とシリンダ３０との摺動部に流れ込むこと
がある。この流れ込んだ燃料は、大径部６２のリーク溝
６５および６６に溜まり、リターン通路３８および３１
を通して最終的に燃料タンクへリターンされるので、燃
料がエンジンオイルに混入することはない。リターン通
路３１内の圧力は大気圧と等しい。

【００２６】次に、図１（Ａ）および（Ｂ）に示す第１
実施例の弁部材５０の先端部５２が弁閉状態においても
プレート部材７０の燃料通路７１の開口部と重ならない
構成の比較例について、図４（Ａ）および（Ｂ）を用い
て説明する。第１実施例と同一構成部分に同一符号を付
す。

【００２７】図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、比
較例においては、プレート部材１７０にオリフィス１７
２および燃料通路１７１が形成されている。燃料通路１
７１は、オリフィス１７２を中心に点対称に４箇所形成
されており、弁部材５０の先端部５２がプレート部材１
７０と当接したとき、開口部が先端部５２と重ならな
い。すなわち燃料通路１７１は、プレート部材１７０の
中心部側の内壁１７１ａおよび外周側の内壁１７１ｂが
ともに弁部材５０の先端部５２の外壁よりも径方向外側
に形成されている。このため、燃料加圧圧送時の電磁弁
の弁閉行程中において、プレート部材１７０の燃料通路
１７１から弁座部１７へ流出する燃料によって弁部材５
０を弁閉方向に押す流体力は発生しない。したがって、
弁閉に要する期間を短縮することができず弁閉応答期間
が増大し、弁閉応答性を向上するためには電磁吸引力を
増大させる必要があり、電磁弁の体格が大型になるとい
う問題がある。この結果、搭載スペースを確保すること
が困難になり、製造コストが増大するという問題があ
る。

【００２８】一方、第１実施例においては、電磁弁１０
の弁開時に弁部材５０の先端部５２の一部がプレート部
材７０の燃料通路７１の開口部と重なっているので、燃
料加圧圧送時の電磁弁１０の弁閉行程中において、プレ
ート部材７０の燃料通路７１から弁座部１７へ流出する
燃料により、オーバーラップ部７５を弁閉方向に押す流
体力が発生する。したがって、弁閉に要する期間を短縮
して弁閉応答期間が低減し、電磁吸引力を増大させるこ
となく弁閉応答性を向上させることができ、電磁弁１０
の体格を小型にすることができる。この結果、搭載スペ
ースを確保することが容易になり、製造コストが低減す
る。

【００２９】さらに、第１実施例においては、電磁弁１
０の弁開時における弁部材５０の先端部５２とプレート
部材７０との接触面積を比較例に比べて低減することが
できる。このため、上記の接触面に発生する密着力を比
較例よりも低減することができ、小さい電磁吸引力で弁
閉応答性をさらに向上することができる。

【００３０】さらにまた、第１実施例においては、オー
バーラップ部７５は、プレート部材７０の略中心部に対
して点対称に設けられているので、燃料加圧圧送時の電
磁弁１０の弁閉行程中において、オーバーラップ部７５
を弁閉方向に押す流体力は弁部材５０に対して均等に作
用する。したがって、電磁弁１０の弁閉動作が確実、か
つ円滑に行われる。

【００３１】（第２実施例）図１（Ａ）および（Ｂ）に
示す第１実施例のプレート部材７０にオリフィス７２を
形成していない構成の第２実施例を図３（Ａ）および
（Ｂ）に示す。第１実施例と同一構成部分に同一符号を
付す。

【００３２】図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第
２実施例においては、プレート部材９０に燃料通路９１
が形成されている。燃料通路９１は、図３（Ｂ）に示す
ように、プレート部材９０の略中心部に対して点対称に
４箇所形成されており、弁部材５０の先端部５２がプレ
ート部材９０と当接したとき、開口部の一部が先端部５
２と重なるオーバーラップ部９５が略中心部に対して点
対称に４箇所配置される。すなわち燃料通路９１は、プ
レート部材９０の中心部側の内壁９１ａが弁部材５０の
先端部５２の外壁よりも径方向内側に形成され、プレー
ト部材９０の外周側の内壁９１ｂが弁部材５０の先端部
５２の外壁よりも径方向外側に形成されている。このた
め、燃料加圧圧送時の電磁弁の弁閉行程中において、プ
レート部材９０の燃料通路９１から弁座部１７へ流出す
る燃料により、オーバーラップ部９５を弁閉方向に押す
流体力が発生する。したがって、弁閉に要する期間を短
縮して弁閉応答期間が低減し、電磁吸引力を増大させる
ことなく弁閉応答性を向上させることができ、電磁弁の
体格を小型にすることができる。この結果、搭載スペー
スを確保することが容易になり、製造コストが低減す
る。

【００３３】さらに、第２実施例においては、プレート
部材９０にオリフィスを形成していないので、オリフィ
ス形成のための座繰り加工を施す必要がなく、加工が容
易で加工工数を低減することができる。したがって、簡
単な構成で製造コストを低減することができる。

【００３４】さらにまた、第２実施例においては、オー
バーラップ部９５は、プレート部材９０の略中心部に対
して点対称に設けられているので、燃料加圧圧送時の電
磁弁の弁閉行程中において、オーバーラップ部９５を弁
閉方向に押す流体力は弁部材５０に対して均等に作用す
る。したがって、電磁弁の弁閉動作が確実、かつ円滑に
行われる。

【００３５】以上説明した本発明の複数の実施例では、
プレート部材に燃料通路を４箇所形成したが、燃料通路
の個数はこれに限定されない。また、弁開時に弁部材５
０の先端部５２の一部とプレート部材の燃料通路の開口
部とが重なるオーバーラップ部は、プレート部材の略中
心部に対して点対称に配置されていればよく、すべての
燃料通路の開口部にオーバーラップ部が配置される必要
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の第１実施例による高圧サプ
ライポンプの主要部を示す図２の拡大図であり、（Ｂ）
は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による高圧サプライポンプ
を示す縦断面図である。

【図３】（Ａ）は、本発明の第２実施例による高圧サプ
ライポンプの主要部を示す縦断面図であり、（Ｂ）は
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】（Ａ）は、比較例による高圧サプライポンプの
主要部を示す縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ
線断面図である。

【符号の説明】

１０ 電磁弁 １７ 弁座部 ３０ シリンダ ５０ 弁部材 ５１ 当接部 ５２ 先端部（プレート部材側端部） ６０ プランジャ ７０、９０ プレート部材 ７１、９１ 燃料通路 ７５、９５ オーバーラップ部 １００ 高圧サプライポンプ

フロントページの続き (72)発明者 井上 宏史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3G066 AC01 AC09 BA19 BA61 BA67 CA04U CA08 CA09 CA20U CE22 3H106 DA07 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DD02 EE04 EE34 GB15 KK18

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料の吐出通路および摺動孔を有するシ
   リンダと、 前記摺動孔に往復移動可能に収容されるプランジャと、 前記摺動孔の開口端部側に設けられ、燃料通路を有する
   プレート部材と、 前記プレート部材の反シリンダ側に設けられ、燃料の吸
   入通路を有する電磁弁であって、前記吸入通路から前記
   燃料通路を経由して前記シリンダの内壁、前記プランジ
   ャの端面および前記プレート部材の端面で区画形成され
   る燃料加圧室に吸入される燃料を遮断または流通させる
   電磁弁と、 前記プレート部材と前記電磁弁との接続部に設けられ、
   前記燃料加圧室内の燃料の流体力により前記電磁弁の弁
   閉動作期間を伸縮する期間伸縮手段と、 を備えることを特徴とする高圧サプライポンプ。
2. 【請求項２】 前記電磁弁は、前記吸入通路の内壁を形
   成する弁座部と、前記弁座部に対して当接および離間可
   能に設けられる弁部材とを有し、前記期間伸縮手段は、
   前記電磁弁の弁開時に前記弁部材の前記プレート部材側
   端部の一部が前記燃料通路の開口部と重なるオーバーラ
   ップ部を有することを特徴とする請求項１記載の高圧サ
   プライポンプ。
3. 【請求項３】 前記オーバーラップ部は、前記プレート
   部材の略中心部に対して点対称に設けられていることを
   特徴とする請求項２記載の高圧サプライポンプ。