JP2002266727A - Fuel control valve and high pressure fuel pump - Google Patents

Fuel control valve and high pressure fuel pump

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JP2002266727A
JP2002266727A JP2001070398A JP2001070398A JP2002266727A JP 2002266727 A JP2002266727 A JP 2002266727A JP 2001070398 A JP2001070398 A JP 2001070398A JP 2001070398 A JP2001070398 A JP 2001070398A JP 2002266727 A JP2002266727 A JP 2002266727A
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JP
Japan
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valve
seat
seat valve
fuel
port
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Application number
JP2001070398A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Inoue
宏史 井上
Tatsumi Oguri
立己 小栗
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high pressure fuel pump having excellent responsiveness, and capable of following control with high accuracy. SOLUTION: This high pressure fuel pump comprises a discharge amount control valve 100 for feeding fuel discharged by reciprocally sliding a plunger 111 inserted in a pump chamber 110a by opening/closing a spill port 153a with a seat valve portion 150. A discharge amount control valve comprises a movable element portion 140a electromagnetically control the opening/closing of the spill port by the seat valve portion, a stem portion 140b for mediating an energizing force in the seat removing direction of the seat valve portion by a movable element portion, and a hollow portion 140c formed on at least either one of the seat valve portion, the movable element portion and the stem portion, and sealing gas inside thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンへの燃料
の供給量や供給時期等を制御する際に使用される燃料制
御弁と、燃料をシリンダ内に直接噴射して燃焼させるガ
ソリンエンジンやディーゼルエンジンに用いられる高圧
燃料ポンプに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel control valve used for controlling the amount and timing of supply of fuel to an engine, a gasoline engine and a diesel engine for directly injecting fuel into a cylinder for combustion. The present invention relates to a high-pressure fuel pump used for an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のガソリンエンジンやディーゼルエ
ンジンは、高出力、低騒音、低燃費に加え、厳しい排ガ
ス規制を満足することが求められているため、燃料の噴
射時期や噴射量等を高精度に制御しなければならない。
そこで、インジェクタによる燃料の噴射量や噴射時期の
制御、高圧燃料ポンプによる吐出量の制御等に電磁弁を
用いた燃料制御弁が用いられている。電磁弁を用いてポ
ートの開閉を制御することにより、高精度で細かな制御
が可能となる。この電磁弁を用いた燃料制御弁にも種々
あり、駆動形式によって直動式とパイロット式とがあ
り、弁の開閉方向により内開弁と外開弁とがある。例え
ば、特開平8−49617号公報や特開平11−223
272号公報には、パイロット式の内開弁が開示されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, gasoline engines and diesel engines are required to satisfy strict exhaust gas regulations in addition to high output, low noise, and low fuel consumption. Must be controlled.
Therefore, a fuel control valve using an electromagnetic valve is used for controlling the fuel injection amount and injection timing by the injector, controlling the discharge amount by the high-pressure fuel pump, and the like. By controlling the opening and closing of the port using an electromagnetic valve, high-precision and fine control is possible. There are various types of fuel control valves using this solenoid valve. There are a direct drive type and a pilot type depending on the drive type, and there are an inner open valve and an outer open valve depending on the opening and closing direction of the valve. For example, JP-A-8-49617 and JP-A-11-223
No. 272 discloses a pilot-type inner valve.

【0003】ここで、「直動式」とは、ポートの弁座に
当接するシート弁部とその駆動部(電磁弁の可動子)と
が一体となって作動する弁であり、「パイロット式」と
は、そのシート弁部と駆動部とが分離しており、両者の
間に油圧作動室やステム部(軸部)を設けてシート弁部
が駆動部によって間接的に駆動される弁である。また、
「内開弁」とは、ポートの弁座(シート面)が駆動部側
(内側)にありシート弁部が内側に開く弁であり、「外
開弁」とは、その弁座がポートに関し駆動部と反対側
(外側)にありシート弁部が外側に開く弁である。これ
らの用語は、以下でも同意義で用いる。
[0003] Here, the "direct-acting type" is a valve in which a seat valve portion abutting on a valve seat of a port and a driving portion thereof (movable element of an electromagnetic valve) are integrally operated, and a "pilot type". Is a valve in which the seat valve portion and the driving portion are separated, and a hydraulic operating chamber and a stem portion (shaft portion) are provided between the two and the seat valve portion is indirectly driven by the driving portion. is there. Also,
“Internal opening” is a valve in which the valve seat (seat surface) of the port is on the drive side (inside) and the seat valve portion opens inward. The valve is located on the opposite side (outside) of the driving unit, and the seat valve unit opens outward. These terms are used interchangeably below.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の燃料
制御は、より高度かつ高精度になってきており、燃料制
御弁はその制御に追従できるものでなければならない。
ところが、前記特開平8−49617号公報に開示され
ている電磁スピル弁(20)では、可動部であるニード
ル弁(4)、アーマチャ(6)等が鉄製の中実からなる
ため、それらの慣性質量が非常に大きなものとなる。従
って、その電磁スピル弁(20)では、可動部の応答性
が悪く、高精度な制御に追従しきれない。なお、()内
の符号は、同公報の図1に示された符号を引用したもの
である。
By the way, recent fuel control has become more sophisticated and precise, and the fuel control valve must be able to follow the control.
However, in the electromagnetic spill valve (20) disclosed in JP-A-8-49617, since the needle valve (4), the armature (6), etc., which are movable parts, are made of iron solids, their inertia are reduced. The mass becomes very large. Therefore, in the electromagnetic spill valve (20), the responsiveness of the movable part is poor, and it is difficult to follow the control with high accuracy. The reference numerals in parentheses refer to the reference numerals shown in FIG. 1 of the publication.

【0005】また、特開平11−223272号公報に
開示されている電磁弁では、可動部となるプランジャ
(200)が段付の軸穴(202、210)とそれに連
通する横穴(220)とを有しており、その分、慣性質
量が低減していると考えられる。しかし、この電磁弁は
冷媒の切替え弁であり、軸穴(202、210)と横穴
(220)とは冷媒の連通路である。その構造をそのま
ま燃料制御弁に利用した場合、その穴は燃料で満たされ
てしまい、燃料の質量が慣性質量として新たに付加され
てしまうことになる。従って、このような弁構造を採用
しても、慣性質量の十分な低減を図ることはできない。
なお、()内の符号は、同公報の図1に示された符号を
引用したものである。
In the solenoid valve disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223272, a plunger (200) serving as a movable portion has a stepped shaft hole (202, 210) and a lateral hole (220) communicating therewith. It is considered that the inertia mass is reduced accordingly. However, this solenoid valve is a refrigerant switching valve, and the shaft holes (202, 210) and the side holes (220) are communication paths for the refrigerant. If the structure is used as it is for a fuel control valve, the hole is filled with fuel, and the mass of the fuel is newly added as an inertial mass. Therefore, even if such a valve structure is employed, the inertial mass cannot be sufficiently reduced.
The reference numerals in parentheses refer to the reference numerals shown in FIG. 1 of the publication.

【0006】ところで、燃料制御弁を直動式とすると、
シート弁部と駆動部(可動子部)とが一体的に動作する
ため、慣性質量の低減を図り難い。また、同軸度等の厳
しい加工精度が各部に要求されるため、燃料制御弁のコ
ストが上昇する。また、燃料制御弁を内開弁とすると、
例えば、外側から大きな燃圧がシート弁部(ニードル弁
等)に作用する場合、その大きな作用力に対抗する構造
を駆動部が備える必要があり、燃料制御弁の大型化が避
けられない。
By the way, if the fuel control valve is a direct acting type,
Since the seat valve section and the drive section (movable element section) operate integrally, it is difficult to reduce the inertial mass. In addition, since strict processing accuracy such as coaxiality is required for each part, the cost of the fuel control valve increases. When the fuel control valve is opened internally,
For example, when a large fuel pressure acts on a seat valve portion (a needle valve or the like) from the outside, the driving portion needs to be provided with a structure that opposes the large acting force, and it is inevitable to increase the size of the fuel control valve.

【0007】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものである。つまり、比較的応答性に優れ、低コスト
で小型化を図れるパイロット式の外開弁を前提として、
応答性をより一層高められ、高精度の制御にも追従可能
な制御性に優れた燃料制御弁を提供することを目的とす
る。また、この燃料制御弁を吐出量制御弁に応用した高
圧燃料ポンプを提供することを目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of such circumstances. In other words, assuming a pilot type external valve that is relatively responsive and can be miniaturized at low cost,
It is an object of the present invention to provide a fuel control valve which is further improved in responsiveness and has excellent controllability capable of following high-precision control. Another object of the present invention is to provide a high-pressure fuel pump in which the fuel control valve is applied to a discharge control valve.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(燃料制御弁)そこで、
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤
を重ねた結果、パイロット式の外開弁であることを前提
に、シート弁部、可動子部およびステム部の少なくとも
いずれかに、気体を封入した中空部を設けることを思い
付き、本発明の燃料制御弁を完成させるに至ったもので
ある。すなわち、本発明の燃料制御弁は、請求項1に記
載したように、燃料通路に介在し周囲に弁座を有するポ
ートと、該弁座への着座方向に付勢されていると共に該
弁座との間での離着座により該ポートの開閉を行うシー
ト弁部と、該ポートに関し該シート弁部の反対側に該シ
ート弁部と分離して設けられ該シート弁部による該ポー
トの開閉を電磁制御する可動子部と、該可動子部による
該シート弁部の離座方向への付勢力を該可動子部から該
シート弁部へ仲介するステム部と、からなる燃料制御弁
において、前記シート弁部、前記可動子部および前記ス
テム部の少なくともいずれかは、内部に気体を封入した
中空部を備えることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] (Fuel Control Valve)
The present inventor has conducted intensive research to solve this problem, and as a result of repeated trial and error, assuming that it is a pilot-type open valve, at least one of a seat valve portion, a mover portion, and a stem portion, The inventors came up with the idea of providing a hollow section in which gas was sealed, and completed the fuel control valve of the present invention. That is, as described in claim 1, the fuel control valve of the present invention includes a port interposed in the fuel passage and having a valve seat around the port, the port being biased in the seating direction on the valve seat, and the valve seat being A seat valve portion that opens and closes the port by detaching and seating between the seat valve portion and a seat valve portion that is provided separately from the seat valve portion on the opposite side of the seat valve portion with respect to the port and opens and closes the port by the seat valve portion. A fuel control valve, comprising: a mover portion that is electromagnetically controlled; and a stem portion that mediates an urging force of the mover portion in a seating direction of the seat valve portion from the mover portion to the seat valve portion. At least one of the seat valve portion, the mover portion, and the stem portion includes a hollow portion in which gas is sealed.

【0009】本発明に係る燃料制御弁は、シート弁部と
可動子部とが分離したパイロット式弁であるため、それ
らの中間に介在するステム部を介してシート弁部による
ポートの開閉が為される。また、この燃料制御弁は、ポ
ートに関しシート弁部の反対側に可動子部が設けられた
外開弁でもある。例えば、ポートが開かれる場合、ステ
ム部と可動子部またはシート弁部とが当接し、可動子部
からシート弁部にステム部を介して付勢力が伝達され、
シート弁部がポートの弁座から離座することでポートが
開かれる。このような可動子部による駆動、ステム部に
よる付勢力の伝達、シート弁部によるポートの開閉が非
常に高速で行われる。そして、各部材(または各部)の
加速度もサイクリックに急変し、その加速度と慣性質量
とに応じた慣性力が各部材に作用する。
Since the fuel control valve according to the present invention is a pilot valve in which a seat valve portion and a mover portion are separated, a port is opened and closed by the seat valve portion via a stem portion interposed therebetween. Is done. The fuel control valve is also an externally opened valve in which a mover section is provided on the port on the opposite side of the seat valve section. For example, when the port is opened, the stem portion contacts the mover portion or the seat valve portion, and the urging force is transmitted from the mover portion to the seat valve portion via the stem portion,
The port is opened when the seat valve part is separated from the valve seat of the port. The driving by the mover, the transmission of the urging force by the stem, and the opening and closing of the port by the seat valve are performed at very high speed. Then, the acceleration of each member (or each portion) also suddenly changes cyclically, and an inertial force corresponding to the acceleration and the inertial mass acts on each member.

【0010】しかし、本発明の燃料制御弁では、少なく
とも、シート弁部、可動子部およびステム部のいずれか
が内部に気体を封入した中空部を備えるため、慣性質量
の低減、つまり、応答性の向上を確実に図れる。なお、
言うまでもないが、複数の部材に中空部を設ける程(例
えば、可動子部とステム部に中空部を設ける)、また、
その中空部の容積が大きい程、慣性質量の低減という観
点からは好ましい。もっとも、中空部の形状や容積は、
燃料制御弁の大きさや各部材に求められる剛性、さらに
は後述の差力等を考慮して適宜決定されるものである。
中空部に気体を封入するのは、気体ならその慣性質量を
実質的に無視できるからである。気体の種類、気圧等は
問わないが、通常は、低コスト化を図れる空気が適当で
ある。中空部は、例えば、ステム部等に有底筒状の内部
空間を穿設し、端部開口に蓋部材を気密状に、かしめ、
溶接、圧入等で固定して形成される。
However, in the fuel control valve of the present invention, since at least one of the seat valve portion, the mover portion and the stem portion has a hollow portion in which gas is sealed, the inertial mass is reduced, that is, the responsiveness is reduced. Can be reliably improved. In addition,
Needless to say, the more hollow parts are provided in a plurality of members (for example, the hollow parts are provided in the mover part and the stem part),
The larger the volume of the hollow portion, the more preferable from the viewpoint of reducing the inertial mass. However, the shape and volume of the hollow
It is appropriately determined in consideration of the size of the fuel control valve, the rigidity required for each member, and the differential force described below.
The gas is sealed in the hollow portion because the inertial mass of the gas can be substantially ignored. The type and pressure of the gas are not limited, but air that can reduce the cost is usually suitable. The hollow portion, for example, a bottomed cylindrical internal space is bored in a stem portion or the like, and a lid member is hermetically sealed at an end opening, and caulked,
It is formed by welding, press-fitting and the like.

【0011】ところで、可動子部、シート弁部およびス
テム部は、通常、燃料に浸漬された状態にあるため、そ
れら各部材には、燃料密度と排斥体積に応じた浮力が作
用する。この浮力と各部材に作用する重力との差に相当
する力(以降、「差力」と称する。)が各部材に鉛直上
方または鉛直下方へ作用する。燃料制御弁の配設位置を
工夫して差力の方向を有効に利用すると、燃料制御弁の
応答性をさらに向上させることができる。例えば、シー
ト弁部の閉弁応答性を改善する場合なら、シート弁部の
ポートへの着座方向と差力との方向を一致させれば良
い。従来のように各部材が中空部を備えない場合、重力
の割合が圧倒的に大きく、鉛直下方にのみ差力が作用し
て、各部材の応答性が動作方向により異なることが起り
得た。また、その重力を打消すためには、ばね定数の大
きな弾性体等を用いて付勢力を調整する必要があった。
これに対し、本発明のようにステム部等に中空部を設け
ると、浮力による重力の相殺割合が大きくなり、各部材
に作用する差力が小さくなる。よって、作動方向による
応答性の相違を抑制でき、使用する弾性体のばね定数を
小さくすることもできる。
Incidentally, since the mover portion, the seat valve portion, and the stem portion are normally immersed in the fuel, buoyancy acts on each of these members in accordance with the fuel density and the displacement volume. A force corresponding to the difference between the buoyancy and the gravity acting on each member (hereinafter, referred to as a “differential force”) acts vertically upward or vertically downward on each member. If the direction of the differential force is effectively used by devising the arrangement position of the fuel control valve, the responsiveness of the fuel control valve can be further improved. For example, in order to improve the valve closing response of the seat valve portion, the seating direction of the seat valve portion on the port and the direction of the differential force may be matched. When each member does not have a hollow portion as in the related art, the ratio of gravity is overwhelmingly large, and a differential force acts only vertically downward, so that the responsiveness of each member may differ depending on the operation direction. Further, in order to cancel the gravity, it is necessary to adjust the urging force using an elastic body or the like having a large spring constant.
On the other hand, when a hollow portion is provided in a stem portion or the like as in the present invention, the proportion of gravity offset by buoyancy increases, and the differential force acting on each member decreases. Therefore, a difference in responsiveness depending on the operation direction can be suppressed, and the spring constant of the elastic body used can be reduced.

【0012】もっとも、例えば、シート弁部の閉弁応答
性のみ、または開弁応答性のみ改善させれば良い場合も
ある。そのような場合は、中空部の容積を調整して、差
力の方向とシート弁部の離着座方向との整合を図れば良
い。特に、この方法は、燃料制御弁の配設位置を自在に
変更できない場合に有効である。ところで、本発明の燃
料制御弁は、パイロット式の外開弁であるため、シート
弁部と可動子部とは分離しているが、ステム部はそれら
のいずれか一方と一体となっていても良い。例えば、前
記ステム部と前記可動子部とが一体であったり、前記ス
テム部と前記シート弁部とが一体であっても良い。勿
論、ステム部を適当なガイド部で支持し、それらを3分
割構造とすることも可能である。
However, for example, in some cases, only the valve-closing response or only the valve-opening response of the seat valve portion needs to be improved. In such a case, the volume of the hollow portion may be adjusted to match the direction of the differential force with the direction of the seating of the seat valve. In particular, this method is effective when the arrangement position of the fuel control valve cannot be freely changed. Incidentally, since the fuel control valve of the present invention is a pilot-type open valve, the seat valve portion and the mover portion are separated from each other, but the stem portion may be integrated with either one of them. good. For example, the stem portion and the mover portion may be integrated, or the stem portion and the seat valve portion may be integrated. Of course, it is also possible to support the stem portion with an appropriate guide portion and make them have a three-part structure.

【0013】なお、言うまでもないが、ポートをシート
弁部で閉塞する場合、シート弁部がステム部に当接しな
いことが必要である。従って、可動子部の変位量(L
1)がシート弁部の変位量(L2)よりも大きくなるよ
うに(L1>L2)、ステム部の長さを設定しておくこ
とが必要である。また、シート弁部の着座方向への付勢
や可動子部によるシート弁部の離座方向への付勢は、例
えば、コイルばねや皿ばね等の弾性体によって行うこと
ができる。このような付勢を電磁力で行うことも考えら
れるが、弾性体を利用することで、燃料制御弁の低コス
ト化や小型化を図れる。例えば、前記可動子部が、前記
ステム部を前記シート弁部の離座方向へ弾性付勢すると
共に電磁力の印可によりその弾性付勢を解除するものと
すれば好適である。
Needless to say, when closing the port with the seat valve, it is necessary that the seat valve does not abut on the stem. Therefore, the displacement amount (L
It is necessary to set the length of the stem portion so that 1) is larger than the displacement amount (L2) of the seat valve portion (L1> L2). Further, the urging of the seat valve portion in the seating direction and the urging of the seat valve portion in the separating direction by the mover portion can be performed by an elastic body such as a coil spring or a disc spring. Although it is conceivable to perform such biasing with an electromagnetic force, the cost and size of the fuel control valve can be reduced by using an elastic body. For example, it is preferable that the mover part elastically urges the stem part in the direction in which the seat valve part is unseated, and releases the elastic urging by applying an electromagnetic force.

【0014】(高圧燃料ポンプ)さらに、本発明者は、
前述の燃料制御弁を、筒内噴射ガソリンエンジンやディ
ーゼルエンジンに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプの
吐出量制御弁に用いることを思い付き、本発明の高圧燃
料ポンプを完成させたものである。すなわち、本発明の
高圧燃料ポンプは、請求項2に記載したように、低圧燃
料の供給源に連なる低圧燃料通路と高圧燃料をインジェ
クタ側へ供給する高圧燃料通路とに連通可能に形成され
たポンプ室を有するポンプボディと、該ポンプ室内に嵌
挿され駆動源から駆動力を受けて該ポンプ室内を往復摺
動することにより燃料の吸入および吐出を行うプランジ
ャと、該ポンプ室に連通する燃料の溢流通路に設けられ
たスピルポートを開閉することにより該高圧燃料通路へ
の高圧燃料の吐出量を調整する吐出量制御弁と、を備え
る高圧燃料ポンプにおいて、前記吐出量制御弁は、前記
スピルポートに関し前記ポンプ室の反対側に形成され前
記溢流通路に連通する作動室を有するバルブボディと、
該スピルポートの該ポンプ室側に形成された弁座へ着座
方向に付勢されていると共に該弁座との間での離着座に
より該スピルポートの開閉を行うシート弁部と、該シー
ト弁部と分離して該作動室内に配設され該シート弁部に
よる該スピルポートの開閉を電磁制御する可動子部と、
該可動子部による該シート弁部の離座方向への付勢力を
該可動子部から該シート弁部へ仲介するステム部と、前
記シート弁部、前記可動子部および前記ステム部の少な
くともいずれかに形成され内部に気体を封入した中空部
と、からなることを特徴とする。
(High-Pressure Fuel Pump) Further, the present inventor:
The present inventors have conceived of using the above-mentioned fuel control valve as a discharge control valve of a high-pressure fuel pump for supplying high-pressure fuel to a direct injection gasoline engine or a diesel engine, and have completed the high-pressure fuel pump of the present invention. That is, the high-pressure fuel pump according to the present invention is configured such that the low-pressure fuel passage communicating with the low-pressure fuel supply source and the high-pressure fuel passage supplying the high-pressure fuel to the injector side can communicate with each other. A pump body having a chamber, a plunger fitted into the pump chamber, receiving a driving force from a driving source, and reciprocatingly sliding in the pump chamber to suck and discharge fuel, and a fuel pipe communicating with the pump chamber. A discharge amount control valve that adjusts a discharge amount of the high-pressure fuel to the high-pressure fuel passage by opening and closing a spill port provided in the overflow passage, wherein the discharge amount control valve includes the spill port. A valve body having a working chamber formed on the opposite side of the pump chamber with respect to the port and communicating with the overflow passage;
A seat valve portion urged in a seating direction to a valve seat formed on the pump chamber side of the spill port and opening and closing the spill port by separating from and seating on the valve seat; A mover unit that is disposed in the working chamber separately from the unit and electromagnetically controls opening and closing of the spill port by the seat valve unit;
A stem portion for mediating the urging force of the mover portion in the seating direction of the seat valve portion from the mover portion to the seat valve portion, and at least one of the seat valve portion, the mover portion, and the stem portion; And a hollow portion in which a gas is sealed inside.

【0015】シート弁部と可動子部との分離したパイロ
ット式外開弁を採用し、可動部であるシート弁部、可動
子部およびステム部の少なくともいずれかに気体を封入
した中空部を設けたため、応答性に優れる吐出量制御弁
が得られ、高圧燃料ポンプの制御性を向上させることが
できた。ところで、前記作動室は、前記低圧燃料通路に
連通する燃料溜室の少なくとも一部を構成し、前記スピ
ルポートは、低圧燃料の前記ポンプ室への吸入ポートを
兼ねるものであると、好適である。これにより、低圧燃
料通路を簡素化でき、高圧燃料ポンプの小型化を図れ
る。また、スピルポートが吸入ポートを兼ねるため、そ
こに配設されたシート弁部にはプランジャの動きに応じ
た力が作用し、シート弁部の応答性が一層向上する。例
えば、プランジャが吸入行程(下降行程)にある場合、
シート弁部のプランジャ側には負圧が作用し、シート弁
部はその吸入ポートを開く方向に作動する。逆に、プラ
ンジャが吐出行程(上昇行程)にある場合、シート弁部
のプランジャ側には正圧が作用し、シート弁部はその吸
入ポートを閉じる方向に作動する。こうして、シート弁
部の開弁応答性および閉弁応答性が共に向上することと
なる。
A pilot-type open valve in which a seat valve portion and a mover portion are separated from each other is employed, and a gas-filled hollow portion is provided in at least one of the seat valve portion, the mover portion, and the stem portion which are movable portions. Therefore, a discharge amount control valve having excellent responsiveness was obtained, and controllability of the high-pressure fuel pump was improved. Incidentally, it is preferable that the working chamber constitutes at least a part of a fuel reservoir communicating with the low-pressure fuel passage, and the spill port also serves as a suction port of the low-pressure fuel to the pump chamber. . Thus, the low-pressure fuel passage can be simplified, and the high-pressure fuel pump can be downsized. Further, since the spill port also serves as the suction port, a force corresponding to the movement of the plunger acts on the seat valve disposed therein, and the responsiveness of the seat valve further improves. For example, if the plunger is in the suction stroke (down stroke),
Negative pressure acts on the plunger side of the seat valve, and the seat valve operates in a direction to open its suction port. Conversely, when the plunger is in the discharge stroke (up stroke), a positive pressure acts on the plunger side of the seat valve, and the seat valve operates in a direction to close its suction port. Thus, both the valve opening response and the valve closing response of the seat valve portion are improved.

【0016】また、作動室に配設されるステム部を可動
子部よりも細身とすると好適である。ステム部が可動子
部よりも細身であると、その分、作動室内に形成される
空間の容積(V)が大きくなる。そして、この作動室内
で可動子部が作動して容積変化(ΔV)を生じたとして
も、作動室全体で観ると、容積変化の割合(ΔV/V)
が相対的に小さく、可動子部の作動に伴う圧力変動(圧
力脈動)も小さくなる。よって、圧力脈動に起因したシ
ート弁部の応答性のバラツキも減少し、吐出量制御弁の
制御性の向上を図ることができる。この場合のステム部
の形状は、例えば、円筒状の作動室に大径の可動子部が
嵌挿されている場合なら、その可動子部よりも小径の柱
状のステム部とすれば良い。
Further, it is preferable that the stem portion provided in the working chamber is thinner than the mover portion. When the stem portion is thinner than the mover portion, the volume (V) of the space formed in the working chamber increases accordingly. Then, even if the mover section operates in this working chamber to cause a change in volume (ΔV), the rate of change in volume (ΔV / V) is observed in the entire working chamber.
Is relatively small, and the pressure fluctuation (pressure pulsation) accompanying the operation of the mover section is also small. Therefore, the variability of the response of the seat valve due to the pressure pulsation is reduced, and the controllability of the discharge amount control valve can be improved. In this case, the shape of the stem portion may be, for example, a column-shaped stem portion having a smaller diameter than that of the movable portion when a large-diameter movable portion is fitted into a cylindrical working chamber.

【0017】また、前記ステム部と前記シート弁部また
は前記可動子部との間に球状当接部を設けると、好適で
ある。これにより、シート弁部、ステム部または可動子
部のいずれかが動作中に僅かに傾斜したとしても、ステ
ム部とシート弁部または可動子部との間の当接関係はそ
の傾斜の影響を殆ど受けずに安定し、予想外のモーメン
トが作用することもない。よって、シート弁部の変位量
のばらつきや応答性の悪化を抑制できる。また、可動子
部等の多少の傾斜を許容できるため、厳しい加工精度等
が各部に要求されず、制御性に優れた燃料制御弁が低コ
ストで得られる。この球状当接部は、真球状である必要
はなく、各部のガイドとの間のクリアランス等を考慮し
てシート弁部の変位量や応答性を安定化できる程度の球
曲面を当接部にもてば良い。
Preferably, a spherical contact portion is provided between the stem portion and the seat valve portion or the mover portion. Thus, even if any one of the seat valve portion, the stem portion, and the mover portion is slightly inclined during operation, the contact relationship between the stem portion and the seat valve portion or the mover portion is affected by the inclination. It is stable with little reception and no unexpected moment is applied. Therefore, it is possible to suppress variations in the displacement amount of the seat valve portion and deterioration in responsiveness. Further, since a slight inclination of the mover portion and the like can be tolerated, strict processing accuracy and the like are not required for each portion, and a fuel control valve having excellent controllability can be obtained at low cost. The spherical contact portion does not need to be a true spherical shape, and a spherical curved surface enough to stabilize the displacement and responsiveness of the seat valve portion in consideration of the clearance between the guides of each portion and the like is used as the spherical contact portion. Good to have.

【0018】なお、前記ポンプボディとバルブボディと
は、分離していても、一体となっていても良い。また、
吐出量制御弁は、コモンレール等のデリバリパイプ内の
燃圧を調整するために燃料の吐出量を可変するものであ
るが、それに加えてその吐出時期を調整するものであっ
ても良い。その他、この吐出量制御弁には、前記燃料制
御弁に関して述べた事項を適宜適用できる。そして、こ
の高圧燃料ポンプが使用されるエンジンは、筒内噴射の
ガソリンエンジンや直噴ディーゼルエンジンに限らず、
また、コモンレール式に限られるものでもない。例え
ば、ディーゼルエンジンの場合なら、直接噴射式の他に
渦流室式や予燃焼室式のものでも良い。さらに、従来の
列型や分配型の燃料噴射ポンプを電子制御化した高圧燃
料ポンプにも本発明を適用できる。
The pump body and the valve body may be separated or integrated. Also,
The discharge amount control valve varies the discharge amount of the fuel in order to adjust the fuel pressure in the delivery pipe such as a common rail, but may also adjust the discharge timing. In addition, the matters described regarding the fuel control valve can be appropriately applied to the discharge amount control valve. The engine using this high-pressure fuel pump is not limited to a direct injection gasoline engine or a direct injection diesel engine.
Further, the present invention is not limited to the common rail type. For example, in the case of a diesel engine, a vortex chamber type or a pre-combustion chamber type may be used in addition to the direct injection type. Further, the present invention can be applied to a high-pressure fuel pump in which a conventional line-type or distribution-type fuel injection pump is electronically controlled.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】燃料制御弁の一実施形態である吐
出量制御弁を備えた高圧燃料ポンプに関する実施形態を
以下に列挙して、本発明をより具体的に説明する。本発
明に係る高圧燃料ポンプPを用いた燃料系統のシステム
を図1に示した。この図からも解るように、エンジン1
の各気筒の燃焼室にはインジェクタ2が配設されてお
り、インジェクタ2からエンジン1への燃料の噴射は、
噴射制御用電磁弁3のON−OFFにより制御されてい
る。なお、エンジン1はガソリンエンジンでもディーゼ
ルエンジンでも良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described more specifically with reference to the embodiments related to a high-pressure fuel pump having a discharge control valve, which is one embodiment of a fuel control valve. FIG. 1 shows a fuel system using the high-pressure fuel pump P according to the present invention. As you can see from this figure, Engine 1
The injector 2 is disposed in the combustion chamber of each cylinder of the above. The fuel injection from the injector 2 to the engine 1 is performed as follows.
It is controlled by ON / OFF of the injection control solenoid valve 3. The engine 1 may be a gasoline engine or a diesel engine.

【0020】インジェクタ2は各気筒共通の高圧蓄圧配
管であるコモンレール4に接続されており、噴射制御用
電磁弁3が開弁している間、コモンレール4内の燃料が
インジェクタ2よりエンジン1に噴射される。このコモ
ンレール4には、安定した高い燃料噴射圧を蓄圧してお
く必要がある。そこで、吐出量可変型の高圧燃料ポンプ
Pは、燃料タンク8から公知の低圧ポンプ9で汲み上げ
た燃料を、高圧に加圧すると共に吐出量を制御しつつ、
デリバリバルブ20およびデリバリパイプ5を介してコ
モンレール4へ供給し、コモンレール4内の燃料を所定
の高圧に維持する。なお、高圧燃料ポンプPの詳細な構
造は後述する。
The injector 2 is connected to a common rail 4 which is a high-pressure accumulating pipe common to each cylinder. While the injection control solenoid valve 3 is open, fuel in the common rail 4 is injected from the injector 2 to the engine 1. Is done. It is necessary to store a stable high fuel injection pressure in the common rail 4. Therefore, the variable discharge amount high-pressure fuel pump P pressurizes the fuel pumped from the fuel tank 8 by the known low-pressure pump 9 to a high pressure and controls the discharge amount.
The fuel is supplied to the common rail 4 via the delivery valve 20 and the delivery pipe 5, and the fuel in the common rail 4 is maintained at a predetermined high pressure. The detailed structure of the high-pressure fuel pump P will be described later.

【0021】この燃料システムは、電子制御ユニットE
CU11により制御される。電子制御ユニットECU1
1は、エンジン回転数センサ41や負荷センサ42等か
ら、回転数信号や負荷情報信号等を入力とし、これらの
信号を基にエンジン状態に応じた、最適の噴射時期、噴
射量(噴射期間)等を演算して、噴射量制御用電磁弁3
に制御信号を出力する。これと同時にECU11は、イ
ンジェクタ2の噴射圧力が最適値となるように、後述す
る高圧燃料ポンプPの電磁駆動部130に制御信号を出
力する。つまり、ECU11は、コモンレール4に設け
た圧力センサ43から燃圧信号入力を受けて、その燃圧
がエンジン1の負荷や回転数等に応じて予め設定してお
いた最適値となるように、高圧燃料ポンプPの吐出量を
吐出量制御弁によって制御する。
This fuel system includes an electronic control unit E
It is controlled by the CU 11. Electronic control unit ECU1
Reference numeral 1 denotes an input of an engine speed signal, a load information signal, and the like from an engine speed sensor 41, a load sensor 42, and the like, and based on these signals, an optimum injection timing and injection amount (injection period) according to an engine state. To calculate the injection amount control solenoid valve 3
To output a control signal. At the same time, the ECU 11 outputs a control signal to the electromagnetic drive unit 130 of the high-pressure fuel pump P described later so that the injection pressure of the injector 2 becomes an optimum value. That is, the ECU 11 receives the fuel pressure signal input from the pressure sensor 43 provided on the common rail 4, and controls the high-pressure fuel so that the fuel pressure becomes an optimal value set in advance according to the load, the rotation speed, and the like of the engine 1. The discharge amount of the pump P is controlled by a discharge amount control valve.

【0022】ところで、このような高圧燃料ポンプPの
基本的な構造は公知であるが、本実施形態の高圧燃料ポ
ンプPは、その吐出量制御弁に従来にない特徴を有す
る。そこで、その第1実施形態である吐出量制御弁10
0を図2を用いて説明する。吐出量制御弁100は、ポ
ンプボディ110とバルブボディ120と電磁駆動部1
30とリフター140とシート弁150とを主な構成と
する。ポンプボディ110には、円筒状のポンプ室11
0aが形成されており、このポンプ室110aにはプラ
ンジャ111が嵌挿されている。そして、このプランジ
ャ111の上下往復動によりポンプ室110aの容積が
変化して、燃料の吸入と吐出とが行われる。なお、この
プランジャ111はエンジン1により回転駆動されるカ
ム(図略)によって上下駆動される。また、このポンプ
室110aは高圧燃料通路110bに連通しており、こ
の高圧燃料通路110bから、デリバリバルブ20→デ
リバリパイプ5→コモンレール4→インジェクタ2へと
高圧燃料が圧送される。さらに、このポンプボディ11
0の上部(図上)にはポンプ室110aよりも大径のバ
ルブ収納室110cが形成されており、ポンプ室110
aと連通している。
Incidentally, the basic structure of such a high-pressure fuel pump P is known, but the high-pressure fuel pump P of the present embodiment has a discharge amount control valve which is not available in the past. Therefore, the discharge amount control valve 10 according to the first embodiment is described.
0 will be described with reference to FIG. The discharge amount control valve 100 includes a pump body 110, a valve body 120, and the electromagnetic drive unit 1.
The main configuration includes the lifter 30, the lifter 140, and the seat valve 150. The pump body 110 has a cylindrical pump chamber 11.
The pump chamber 110a has a plunger 111 fitted therein. Then, the volume of the pump chamber 110a changes due to the vertical reciprocation of the plunger 111, and the suction and discharge of fuel are performed. The plunger 111 is driven up and down by a cam (not shown) driven by the engine 1. The pump chamber 110a communicates with a high-pressure fuel passage 110b, and high-pressure fuel is pressure-fed from the high-pressure fuel passage 110b to the delivery valve 20, the delivery pipe 5, the common rail 4, and the injector 2. Further, the pump body 11
A valve storage chamber 110c having a diameter larger than that of the pump chamber 110a is formed in the upper part (on the figure) of the pump chamber 110.
a.

【0023】このバルブ収納室110cには、スピルポ
ート153aを形成する略円筒状の段付きバルブハウジ
ング153が嵌挿されている。バルブハウジング153
は、内部に円板状のシート弁150を配設し、シート弁
150の着座する環状の弁座153bをスピルポート1
53aの外周側に有している。そして、シート弁150
のシート面と弁座153bとの離着座により、スピルポ
ート153aの開口と閉口とがなされる。バルブハウジ
ング153の内周側には、シート弁150を弁座153
b側(着座方向)に付勢する皿ばね151と、この皿ば
ね151を支持すると共にシート弁150の台座となる
略円筒状の段付き保持部材152が嵌挿されている。な
お、シート弁150が本発明でいうシート弁部に相当す
る。シート弁150の外周側には小さな切り欠き150
aが複数設けられ、保持部材152の上段部にも櫛歯状
の切り欠き152aが設けられ、それらの切り欠きを通
じて燃料がスピルポート153aからポンプ室110a
に連通するようになっている。
A substantially cylindrical stepped valve housing 153 forming a spill port 153a is fitted into the valve storage chamber 110c. Valve housing 153
Is provided with a disk-shaped seat valve 150 therein, and an annular valve seat 153b on which the seat valve 150 is seated is connected to the spill port 1.
53a. And, the seat valve 150
The opening and closing of the spill port 153a is performed by the seating of the valve seat 153b and the seat surface of the spill port 153b. On the inner peripheral side of the valve housing 153, a seat valve 150 is provided with a valve seat 153.
A disc spring 151 for urging in the direction b (seating direction) and a substantially cylindrical stepped holding member 152 that supports the disc spring 151 and serves as a seat for the seat valve 150 are fitted and inserted. In addition, the seat valve 150 corresponds to the seat valve portion in the present invention. A small notch 150 is provided on the outer periphery of the seat valve 150.
are provided, and a comb-shaped notch 152a is also provided in the upper portion of the holding member 152, and fuel is supplied from the spill port 153a to the pump chamber 110a through the notch.
It is designed to communicate with

【0024】バルブボディ120は、下部に凹部状の窪
みを有し、ポンプボディ110の上面部(図上)との間
で燃料溜室120cを形成する。バルブボディ120と
ポンプボディ110とは、シール部材121を介在させ
てボルト(図略)により強固に結合され、燃料溜室12
0cを油密状態としている。燃料溜室120cは低圧燃
料通路120bに連通しており、フィードポンプ等の低
圧ポンプ9から低圧燃料が供給されると共に溢流した低
圧燃料は低圧ポンプ9を通じて燃料タンク8に還流され
る。また、バルブボディ120は、上部が開口してお
り、円筒状のバルブケース154がその開口に嵌挿され
シール部材125によってバルブボディ120との間で
油密状態とされている。さらに、バルブケース154の
上部開口には、電磁駆動部130の円柱状の鉄心133
がかしめ固定されており、本実施形態では、バルブケー
ス154と鉄心133とにより作動室120aを区画し
ている。
The valve body 120 has a concave recess at its lower portion, and forms a fuel reservoir 120c with the upper surface (in the figure) of the pump body 110. The valve body 120 and the pump body 110 are firmly connected by bolts (not shown) with a seal member 121 interposed therebetween.
0c is oil-tight. The fuel reservoir 120c communicates with the low-pressure fuel passage 120b. The low-pressure fuel is supplied from a low-pressure pump 9 such as a feed pump, and the overflowed low-pressure fuel is returned to the fuel tank 8 through the low-pressure pump 9. Further, the valve body 120 has an opening at an upper portion, a cylindrical valve case 154 is inserted into the opening, and an oil-tight state is provided between the valve body 120 and the valve body 120 by a seal member 125. Further, a cylindrical iron core 133 of the electromagnetic drive unit 130 is provided in an upper opening of the valve case 154.
In this embodiment, the working chamber 120a is defined by the valve case 154 and the iron core 133.

【0025】この作動室120aの内部には、円柱状の
可動子部140aと可動子部140aよりシート弁15
0の方向に延在するステム部140bとからなるリフタ
ー140が配設されている。バルブケース154に嵌挿
された可動子部140aは、バルブケース154をガイ
ドとしてその内部を往復摺動する。ところで、このリフ
ター140は、可動子部とステム部とが一体となったも
のであり、可動子部140aの上端部付近からステム部
140bの下端部付近まで有底円筒状の中空部140c
を内部に有する。この中空部140cは、ステム部14
0bの下端側から可動子部140aの上端付近まで穿設
し、その下端開口を鋼球からなる蓋部材144で閉塞す
ることで形成できる。この加工は大気中で行うため、そ
の内部には当然に空気が充填された状態となる。なお、
蓋部材144による閉塞は、外周囲を均等にかしめて行
ったが、気密性をより高める場合は、周囲をレーザ溶接
しても良い。また、蓋部材144に硬質で低コストの鋼
球を用いることで、シート弁150との間の耐摩耗性の
向上と低コスト化とを図れる。さらに、蓋部材144
は、ステム部140bとシート弁150との間に介在す
る球状当接部であるため、バルブケース154に安価な
プレス加工品を用いた場合でも、ステム部140bとシ
ート弁150との間の当接関係を安定させることができ
る。そして、シート弁150の変位量や応答性のばらつ
きを抑制できる。
Inside the working chamber 120a, a columnar movable part 140a and a movable part
A lifter 140 including a stem portion 140b extending in the zero direction is provided. The mover portion 140a fitted in the valve case 154 slides back and forth inside the valve case 154 using the valve case 154 as a guide. The lifter 140 has a mover portion and a stem portion integrated with each other, and has a bottomed cylindrical hollow portion 140c from near the upper end portion of the mover portion 140a to near the lower end portion of the stem portion 140b.
Inside. This hollow portion 140c is
Ob can be formed by drilling from the lower end side of Ob to near the upper end of the mover section 140a, and closing the lower end opening with a cover member 144 made of steel balls. Since this processing is performed in the atmosphere, the inside is naturally filled with air. In addition,
The closure by the lid member 144 was performed by uniformly crimping the outer periphery. However, in order to further improve the airtightness, the periphery may be laser-welded. Further, by using a hard and low-cost steel ball for the lid member 144, it is possible to improve the wear resistance with the seat valve 150 and reduce the cost. Further, the lid member 144
Is a spherical contact portion interposed between the stem portion 140b and the seat valve 150. Therefore, even when an inexpensive press-processed product is used for the valve case 154, the contact portion between the stem portion 140b and the seat valve 150 is formed. The contact relationship can be stabilized. In addition, it is possible to suppress the variation of the displacement and the responsiveness of the seat valve 150.

【0026】電磁駆動部130は、枠体132に収納さ
れ鉄心133の周囲に配設されたソレノイドコイル13
1と、ECU11からソレノイドコイル131に制御信
号(電力)を供給する電線134を収めたコネクター1
35と、からなる。鉄心133の下端部には有底円筒状
のばね室133aが形成されており、そこにコイルばね
143が配設されている。このコイルばね143は、ば
ね室133aの底面と可動子部140aの上面とをばね
座面として、リフター140をシート弁150側(離座
方向)に付勢している。なお、本実施形態では、コイル
ばね143によりシート弁150の付勢力(F1)を、
皿ばね151によるシート弁150の付勢力(F2)よ
りも大きく設定してある(F1>F2)。従って、電磁
駆動部130から可動子部140aに電磁力が加わって
いないとき、シート弁150は離座方向に付勢されてい
る。但し、本実施形態のリフター140は、従来のリフ
ターと異なり、中空部140cを有するため鉛直上方
(図上方)に差力(f)を生じる。そこで、その差力f
を見込んで、従来よりも付勢力F2を小さく設定しても
良い(F1>F2+f)。
The electromagnetic drive unit 130 includes a solenoid coil 13 housed in a frame 132 and disposed around an iron core 133.
1 and a connector 1 containing an electric wire 134 for supplying a control signal (electric power) from the ECU 11 to the solenoid coil 131.
35. At the lower end of the iron core 133, a bottomed cylindrical spring chamber 133a is formed, in which a coil spring 143 is disposed. The coil spring 143 urges the lifter 140 toward the seat valve 150 (seating direction) with the bottom surface of the spring chamber 133a and the upper surface of the mover portion 140a as spring seat surfaces. In the present embodiment, the urging force (F1) of the seat valve 150 is controlled by the coil spring 143.
The urging force (F2) of the seat valve 150 by the disc spring 151 is set to be larger (F1> F2). Therefore, when no electromagnetic force is applied to the mover section 140a from the electromagnetic drive section 130, the seat valve 150 is biased in the unseating direction. However, unlike the conventional lifter, the lifter 140 of the present embodiment has a hollow portion 140c, so that a differential force (f) is generated vertically upward (upward in the figure). Therefore, the differential force f
In consideration of this, the urging force F2 may be set smaller than in the related art (F1> F2 + f).

【0027】ソレノイドコイル131に通電すると、磁
気回路が形成され、磁性体からなる可動子部140aが
鉄心133に吸付けられ、リフター140によるシート
弁150への付勢力が解除される。この通電の切替えに
より、シート弁150によるスピルポート153aの開
閉が切替えられ、さらには、高圧燃料の吐出量が調整さ
れる。例えば、図3(a)に示すようなプランジャ11
1の上昇行程において、プランジャ111の駆動源であ
るカムの基準位置を検出した時から、所定時間T1経過
後に、ソレノイドコイル131に時間T2通電した場合
を考える。通電がされていないとき、スピルポート15
3aが開口しており、ポンプ室110a内の燃料はスピ
ルポート153aから低圧燃料通路120bに還流し、
高圧燃料通路110bへ燃料が吐出されない。一方、ソ
レノイドコイル131に通電されると、スピルポート1
53aが閉口し、そこからプランジャ111の上死点ま
での間(リフトH1分)、ポンプ室110a内の燃料
(同図の斜線分に相当する燃料)が高圧燃料通路110
bへ圧縮吐出される。このように、ソレノイドコイル1
31への通電タイミング(時間T1)を調整することに
より、プランジャ111によるプレストローク量を調整
でき、高圧燃料通路110bへの吐出量(コモンレール
4内の燃圧)やその吐出時期を制御できる。なお、通電
タイミングや通電時間は、インジェクタ2の噴射量やエ
ンジン回転数等に基づいて、ECU11が適宜演算した
り、予め設定したマップと対比することにより決定され
る。
When the solenoid coil 131 is energized, a magnetic circuit is formed, the movable member 140a made of a magnetic material is sucked to the iron core 133, and the urging force of the lifter 140 to the seat valve 150 is released. By this switching of the energization, the opening and closing of the spill port 153a by the seat valve 150 is switched, and further, the discharge amount of the high-pressure fuel is adjusted. For example, a plunger 11 as shown in FIG.
Consider a case in which the solenoid coil 131 is energized for a time T2 after a lapse of a predetermined time T1 from the detection of the reference position of the cam serving as the drive source of the plunger 111 in the ascent stroke 1. When power is not supplied, the spill port 15
3a is open, and the fuel in the pump chamber 110a returns to the low-pressure fuel passage 120b from the spill port 153a,
No fuel is discharged to the high-pressure fuel passage 110b. On the other hand, when the solenoid coil 131 is energized, the spill port 1
During a period from the closing of 53a to the top dead center of the plunger 111 (lift H1), the fuel in the pump chamber 110a (the fuel corresponding to the hatched portion in FIG.
b. Thus, the solenoid coil 1
The pre-stroke amount by the plunger 111 can be adjusted by adjusting the energization timing (time T1) to the 31 and the discharge amount (fuel pressure in the common rail 4) to the high-pressure fuel passage 110b and the discharge timing can be controlled. The energization timing and energization time are determined by the ECU 11 based on the injection amount of the injector 2, the engine speed, and the like, or by comparison with a preset map.

【0028】ところで、本実施形態では、吐出量制御弁
100をパイロット式の外開弁としているので、例え
ば、図3(b)のようにソレノイドコイル131の通電
時間を時間T2から時間T3に短縮することもできる。
時間T3は、シート弁150の閉弁に要する応答時間T
0よりも僅かに大きく設定したものである。これは次の
理由による。プランジャ111の上昇行程において、ソ
レノイドコイル131への通電が開始されると、リフタ
ー140は鉄心133に吸付けられ、シート弁150に
は離座方向に付勢力が作用しなくなる。そして、プラン
ジャ111が上昇行程にあるため、ポンプ室110a側
から正圧がシート弁150に作用し、シート弁150は
即座にスピルポート153aを閉塞する。スピルポート
153aが閉塞されると、ポンプ室110a内の燃圧は
急激に上昇するため、この高い燃圧によって、シート弁
150はスピルポート153aを閉塞した状態に維持さ
れる。そして、このシート弁150に作用する着座方向
の力は、コイルばね143による離座方向の付勢力より
も遙かに大きい。
In this embodiment, since the discharge amount control valve 100 is a pilot-type open valve, for example, as shown in FIG. 3B, the energizing time of the solenoid coil 131 is reduced from time T2 to time T3. You can also.
The time T3 is a response time T required to close the seat valve 150.
This is set slightly larger than 0. This is for the following reason. When the energization of the solenoid coil 131 is started during the rising stroke of the plunger 111, the lifter 140 is attracted to the iron core 133, and no urging force acts on the seat valve 150 in the unseating direction. Then, since the plunger 111 is in the upward stroke, positive pressure acts on the seat valve 150 from the pump chamber 110a side, and the seat valve 150 immediately closes the spill port 153a. When the spill port 153a is closed, the fuel pressure in the pump chamber 110a rapidly rises, and the seat valve 150 is maintained in a state where the spill port 153a is closed by the high fuel pressure. The force acting on the seat valve 150 in the seating direction is far greater than the urging force of the coil spring 143 in the seating direction.

【0029】よって、プランジャ111の上昇行程にお
いて、シート弁150によるスピルポート153aが一
旦閉塞されると、ソレノイドコイル131への通電を解
除しても、シート弁150が弁座153bから離座、つ
まり、スピルポート153aを開口することはない。こ
うして、ソレノイドコイル131への通電時間を短縮で
き、電力の節約を図れることは勿論、短時間T3の通電
を行えば良いだけだから、ECU11による制御も簡素
化できる。
Therefore, when the spill port 153a of the seat valve 150 is closed once during the upward stroke of the plunger 111, the seat valve 150 is separated from the valve seat 153b, even if the energization of the solenoid coil 131 is released. , The spill port 153a is not opened. In this way, the energization time to the solenoid coil 131 can be shortened, power can be saved, and of course, it is only necessary to energize for a short time T3, so that the control by the ECU 11 can be simplified.

【0030】一方、プランジャ111が下降行程にある
場合、シート弁150には負圧が作用するため、ソレノ
イドコイル131が通電状態にあったとしても、スピル
ポート153aは自動的に開口する。そして、スピルポ
ート153aと連通している燃料溜室120cおよび低
圧燃料通路120bから、低圧燃料がポンプ室110a
に吸入される。よって、このときスピルポート153a
は吸入ポートにもなる。ここで、シート弁150がフリ
ー状態にあるために、周囲の圧力変動の影響(圧力脈動
の影響)を受けて勝手な挙動を示すことも起り得る。し
かし、本実施形態の高圧燃料ポンプPでは、ステム部1
40bが、可動子部140aよりもかなり細径に形成さ
れているため、作動室120aを含む燃料溜室120c
内に十分な容積(V)が確保されている。その結果、作
動室120a内を可動子部140aが上下動して容積変
動ΔVが生じたとしても、その変化割合ΔV/Vは小さ
く、生じる圧力脈動も小さい。このため、制御困難な圧
力脈動によるシート弁150の挙動を抑制でき、非常に
制御性に優れた高圧燃料ポンプPが得られる。
On the other hand, when the plunger 111 is in the downward stroke, a negative pressure acts on the seat valve 150, so that the spill port 153a is automatically opened even if the solenoid coil 131 is energized. The low-pressure fuel is supplied from the fuel chamber 120c and the low-pressure fuel passage 120b communicating with the spill port 153a to the pump chamber 110a.
Inhaled. Therefore, at this time, the spill port 153a
Is also a suction port. Here, since the seat valve 150 is in the free state, the seat valve 150 may exhibit an unreliable behavior due to the influence of the surrounding pressure fluctuation (the influence of the pressure pulsation). However, in the high-pressure fuel pump P of this embodiment, the stem 1
Since the diameter of the movable chamber 40b is considerably smaller than that of the mover section 140a, the fuel storage chamber 120c including the working chamber 120a is formed.
Sufficient volume (V) is secured inside. As a result, even if the mover section 140a moves up and down in the working chamber 120a to cause a volume change ΔV, the change rate ΔV / V is small, and the generated pressure pulsation is small. For this reason, the behavior of the seat valve 150 due to pressure pulsation that is difficult to control can be suppressed, and a high-pressure fuel pump P with excellent controllability can be obtained.

【0031】本発明に係る第2実施形態である吐出量制
御弁200を図4に示す。なお、第1実施形態と同様の
部材には同符号を付して示した(以下、同様である)。
吐出量制御弁200は、第1実施形態のリフター140
をリフター240に、シート弁150をシート弁250
にそれぞれ変更したものである。そして、ステム部25
0bをシート弁部250aと一体としてシート弁250
を形成した。従って、本実施形態ではリフター240が
本発明でいう可動子部に相当する。ところで、リフター
240とステム部250bの内部には、中空部240a
と中空部250cとがそれぞれ形成されている。中空部
240a、250cは、第1実施形態と同様に、各端部
から有底円筒状の中空部を穿設し、それらの端部開口に
蓋部材245、255をかしめ固定して形成した密封空
間である。なお、蓋部材245、255は、それぞれ硬
質の鋼材チップからなり、リフター240とステム部2
50bとの間の耐摩耗性を確保してある。
FIG. 4 shows a discharge amount control valve 200 according to a second embodiment of the present invention. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals (the same applies hereinafter).
The discharge amount control valve 200 is a lifter 140 according to the first embodiment.
To the lifter 240 and the seat valve 150 to the seat valve 250
Respectively. And the stem part 25
0b is integrated with the seat valve portion 250a.
Was formed. Therefore, in the present embodiment, the lifter 240 corresponds to the mover section in the present invention. By the way, inside the lifter 240 and the stem part 250b, there is a hollow part 240a.
And a hollow portion 250c are respectively formed. Similar to the first embodiment, the hollow portions 240a and 250c are formed by piercing bottomed cylindrical hollow portions from each end and caulking and fixing lid members 245 and 255 to their end openings. Space. The lid members 245 and 255 are each made of a hard steel chip, and the lifter 240 and the stem 2
50b is secured.

【0032】本発明に係る第3実施形態である吐出量制
御弁300を図5に示す。吐出量制御弁300は、第2
実施形態のリフター240をリフター340に、シート
弁250をシート弁350にそれぞれ変更したものであ
る。シート弁350がシート弁部350aとステム部3
50bとを一体としたものである点はシート弁250と
共通するが、そのステム部350bがリフター340の
中央内部まで延在している点がシート弁250と異な
る。なお、ステム部350b内部には、ステム部250
bと同様に、端部開口が蓋部材345で密閉された中空
部350cが形成されている。
FIG. 5 shows a discharge amount control valve 300 according to a third embodiment of the present invention. The discharge amount control valve 300 is the second
The lifter 240 of the embodiment is changed to a lifter 340, and the seat valve 250 is changed to a seat valve 350. The seat valve 350 includes the seat valve portion 350a and the stem portion 3
50b is integrated with the seat valve 250, but differs from the seat valve 250 in that the stem 350b extends to the inside of the center of the lifter 340. It should be noted that the stem 250b is provided inside the stem 350b.
Similarly to b, a hollow portion 350c whose end opening is closed by a lid member 345 is formed.

【0033】リフター340は、下部中央から上方に向
けて穿設された円筒状の中空部340aをもつ。中空部
340aの内径は、ステム部350bの外径よりも僅か
に大きく、ステム部350bは中空部340aの内部を
摺動可能である。その中空部340aの上底部には細径
した段部が形成されており、ステム部350bの上端部
がその段部に当接して位置決めされるようになってい
る。なお、この実施形態のように、ステム部350bを
長くしたときは、リフター340とシート弁部350a
との間にステム部350bを支持するガイドを適宜配設
すると、シート弁350のリフト動作が安定して制御性
の向上を図れる。
The lifter 340 has a cylindrical hollow portion 340a formed upward from the lower center. The inner diameter of the hollow portion 340a is slightly larger than the outer diameter of the stem portion 350b, and the stem portion 350b can slide inside the hollow portion 340a. A small-diameter step is formed at the upper bottom of the hollow portion 340a, and the upper end of the stem 350b is positioned in contact with the step. When the stem 350b is lengthened as in this embodiment, the lifter 340 and the seat valve 350a
If a guide for supporting the stem portion 350b is appropriately disposed between the seat valve 350b, the lift operation of the seat valve 350 can be stabilized and controllability can be improved.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、ステム部、シート弁部
または可動子部の少なくともいずれかに中空部を設けた
ので、可動部の慣性質量の低減を図れ、応答性に優れた
燃料制御弁が得られる。また、この燃料制御弁を高圧燃
料ポンプの吐出量制御弁に利用すると、高精度の制御を
可能とする制御性に優れた高圧燃料ポンプが得られる。
According to the present invention, since the hollow portion is provided in at least one of the stem portion, the seat valve portion, and the mover portion, the inertial mass of the movable portion can be reduced, and the fuel control with excellent responsiveness can be achieved. A valve is obtained. Further, when this fuel control valve is used as a discharge control valve of a high-pressure fuel pump, a high-pressure fuel pump having excellent controllability and capable of performing high-precision control can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る高圧燃料ポンプを用いた燃料系統
図である。
FIG. 1 is a fuel system diagram using a high-pressure fuel pump according to the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態である吐出量制御弁を示
す図である。
FIG. 2 is a view showing a discharge amount control valve according to the first embodiment of the present invention.

【図3】高圧燃料ポンプによる吐出量制御の一例を示し
た図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of discharge amount control by a high-pressure fuel pump.

【図4】本発明の第2実施形態である吐出量制御弁を示
す図である。
FIG. 4 is a view showing a discharge amount control valve according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施形態である吐出量制御弁を示
す図である。
FIG. 5 is a view showing a discharge amount control valve according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

P 高圧燃料ポンプ 111 プランジャ 110 ポンプボディ 120 バルブボディ 100 吐出量制御弁 110b 高圧燃料通路 120b 低圧燃料通路 110a ポンプ室 120a 作動室 140a 可動子部 140b ステム部 140c 中空部 150 シート弁(シート弁部) 153a スピルポート P High-pressure fuel pump 111 Plunger 110 Pump body 120 Valve body 100 Discharge rate control valve 110b High-pressure fuel passage 120b Low-pressure fuel passage 110a Pump chamber 120a Working chamber 140a Mover part 140b Stem part 140c Hollow part 150 Seat valve (seat valve part) 153a Spillport

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 AA02 AA07 AB02 AC02 AC06 AC09 AD12 BA19 BA61 BA63 BA67 CA08 CA09 CA20U CE24 CE34 DC01 DC09 DC18 3H071 AA07 BB01 CC17 DD12 DD14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G066 AA02 AA07 AB02 AC02 AC06 AC09 AD12 BA19 BA61 BA63 BA67 CA08 CA09 CA20U CE24 CE34 DC01 DC09 DC18 3H071 AA07 BB01 CC17 DD12 DD14

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料通路に介在し周囲に弁座を有するポー
トと、 該弁座への着座方向に付勢されていると共に該弁座との
間での離着座により該ポートの開閉を行うシート弁部
と、 該ポートに関し該シート弁部の反対側に該シート弁部と
分離して設けられ該シート弁部による該ポートの開閉を
電磁制御する可動子部と、 該可動子部による該シート弁部の離座方向への付勢力を
該可動子部から該シート弁部へ仲介するステム部と、か
らなる燃料制御弁において、 前記シート弁部、前記可動子部および前記ステム部の少
なくともいずれかは、内部に気体を封入した中空部を備
えることを特徴とする燃料制御弁。
An opening / closing port is provided by a port interposed in a fuel passage and having a valve seat around the port, and the port is urged in a seating direction with respect to the valve seat and is separated from the valve seat. A seat valve portion, a mover portion provided separately from the seat valve portion on the opposite side of the seat valve portion with respect to the port, and electromagnetically controlling opening and closing of the port by the seat valve portion; A stem portion that mediates the urging force of the seat valve portion in the unseating direction from the mover portion to the seat valve portion, wherein at least the seat valve portion, the mover portion, and the stem portion Either of the fuel control valves includes a hollow portion in which gas is sealed.
【請求項2】低圧燃料の供給源に連なる低圧燃料通路と
高圧燃料をインジェクタ側へ供給する高圧燃料通路とに
連通可能に形成されたポンプ室を有するポンプボディ
と、 該ポンプ室内に嵌挿され駆動源から駆動力を受けて該ポ
ンプ室内を往復摺動することにより燃料の吸入および吐
出を行うプランジャと、 該ポンプ室に連通する燃料の溢流通路に設けられたスピ
ルポートを開閉することにより該高圧燃料通路への高圧
燃料の吐出量を調整する吐出量制御弁と、を備える高圧
燃料ポンプにおいて、 前記吐出量制御弁は、前記スピルポートに関し前記ポン
プ室の反対側に形成され前記溢流通路に連通する作動室
を有するバルブボディと、 該スピルポートの該ポンプ室側に形成された弁座へ着座
方向に付勢されていると共に該弁座との間での離着座に
より該スピルポートの開閉を行うシート弁部と、 該シート弁部と分離して該作動室内に配設され該シート
弁部による該スピルポートの開閉を電磁制御する可動子
部と、 該可動子部による該シート弁部の離座方向への付勢力を
該可動子部から該シート弁部へ仲介するステム部と、 前記シート弁部、前記可動子部および前記ステム部の少
なくともいずれかに形成され内部に気体を封入した中空
部と、 からなることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. A pump body having a pump chamber formed so as to be able to communicate with a low-pressure fuel passage communicating with a low-pressure fuel supply source and a high-pressure fuel passage supplying high-pressure fuel to an injector side, and is fitted into the pump chamber. By opening and closing a plunger that draws and discharges fuel by reciprocatingly sliding in the pump chamber by receiving a driving force from a driving source, and a spill port provided in a fuel overflow passage communicating with the pump chamber. A discharge amount control valve for adjusting a discharge amount of the high-pressure fuel to the high-pressure fuel passage. The discharge amount control valve is formed on the opposite side of the pump chamber with respect to the spill port, and the overflow flow is formed. A valve body having an operating chamber communicating with a passageway, and a valve body formed on the pump chamber side of the spill port, which is biased in a seating direction and detached from the valve seat. A seat valve portion that opens and closes the spill port by a seat; a mover portion that is disposed in the working chamber separately from the seat valve portion and electromagnetically controls opening and closing of the spill port by the seat valve portion; A stem portion for mediating the urging force of the seat portion in the seat-separating direction of the seat valve portion from the mover portion to the seat valve portion; and at least one of the seat valve portion, the mover portion, and the stem portion. A high-pressure fuel pump, comprising: a hollow portion formed and filled with a gas therein.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014167272A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Mazda Motor Corp Fuel pump
JP2015172359A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 株式会社デンソー High-pressure pump controller

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