JP2010168901A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】高圧燃料ポンプの作動音を低減する。
【解決手段】加圧室３に電磁弁６を介して接続された燃料吸入通路７と、電磁弁６の弁体１０が着座する環状のシート面１６を有するシート部材１１と、を備えた高圧燃料ポンプ１において、弁体１０及びシート面１６には、弁体１０の着座時に互いに凹凸嵌合する凹凸嵌合部１７がそれぞれ形成されている。これによって、電磁弁６が閉弁する際には、凹凸嵌合部１７の凹部１８内の燃料が凹凸嵌合部１７の凸部１９によって圧縮される過程で、この圧縮される燃料によって、弁体１０には閉弁方向とは逆の力が付与される。そのため、弁体１０の着座時の衝突エネルギーが低減され、弁体１０がシート面１６に着座する際の着座音を低減することで、高圧燃料ポンプ１の作動音を低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、高圧燃料ポンプに関する。

例えば、特許文献１には、燃料の吸入通路と加圧室との間に介装された電磁吸入弁の弁体を電磁的で駆動する前に、電磁力以外の力が前記弁体を開弁方向に助成するように構成し、電磁力以外の力によって前記弁体が開弁方向に特定の変位をした後に、前記弁体に電磁力を作用させるように構成して、電磁吸入弁を開弁する際の衝突音を低減するようした高圧燃料ポンプが開示されている。

特開２００６−２５００８６号公報

しかしながら、電磁吸入弁の衝突音は、加圧室に燃料を供給する際に電磁弁が開く時の弁体の衝突音によりも、電磁弁が閉まる時の弁体の衝突音の方が大きい。すなわち、このような特許文献１の高圧燃料ポンプにおいては、電磁弁が閉まる時の弁体の衝突音に対する配慮がなされておらず、総じて電磁弁の作動音を低減できず、ひいては高圧燃料ポンプの作動音を低減できないという問題がある。

そこで、本発明は、加圧室に電磁弁を介して接続された燃料吸入通路と、前記電磁弁の弁体の外周が着座する環状のシート面を有するシート部材と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記弁体及び前記シート面には、前記シート面の周方向に沿って延び、前記弁体の着座時に互いに凹凸嵌合する凹凸嵌合部がそれぞれ形成されていることを特徴としている。

これによって、前記電磁弁が閉弁する際には、前記凹凸嵌合部の凹部内の燃料が前記凹凸嵌合部の凸部によって圧縮されることになる。そして、前記凹凸嵌合部の凹部内の燃料が前記凹凸嵌合部の凸部によって圧縮される過程で、この圧縮される燃料によって、前記電磁弁の弁体には、閉弁方向とは逆の力（開弁方向の力）が付与される。

本発明によれば、弁体の着座時の衝突エネルギーが低減され、弁体がシート面に着座する際の着座音を低減することができる。すなわち、電磁弁の作動音、ひいては高圧燃料ポンプの作動音を低減することができる。

本発明に係る高圧燃料ポンプを模式的に示した説明図。 本発明に係る高圧燃料ポンプの作動状況を模式的に説明する説明図であって、（ａ）は加圧室への燃料吸入を開始する直前の状態を示す説明図、（ｂ）は電磁弁が開弁して加圧室への燃料吸入している状態を示す説明図、（ｃ）は加圧室内の燃料を圧縮している状態を示す説明図、（ｄ）は加圧室内で高圧となった燃料の吐出している状態を示す説明図。 本発明の第１実施形態における凹凸嵌合部を模式的に説明した説明図であって、（ａ）は電磁弁の弁体がシート部材のシート面に着座した状態を示す説明図、（ｂ）は電磁弁の弁体の平面図、（ｃ）はシート部材の平面図。 本発明の第１実施形態における凹凸嵌合部の要部を模式的に示した説明図であって、（ａ）は電磁弁開弁時を示す説明図、（ｂ）は電磁弁閉弁途中を示す説明図、（ｃ）は電磁弁閉弁時を示す説明図。 本発明の第２実施形態における凹凸嵌合部を模式的に説明した説明図であって、（ａ）は電磁弁の弁体がシート部材のシート面に着座した状態を示す説明図、（ｂ）は電磁弁の弁体の平面図、（ｃ）はシート部材の平面図。 本発明の第３実施形態における凹凸嵌合部を模式的に説明した説明図であって、（ａ）は電磁弁の弁体がシート部材のシート面に着座した状態を示す説明図、（ｂ）は電磁弁の弁体の平面図、（ｃ）はシート部材の平面図。 本発明の第３実施形態における凹凸嵌合部の要部を模式的に示した説明図であって、（ａ）は電磁弁開弁時を示す説明図、（ｂ）は電磁弁閉弁途中を示す説明図、（ｃ）は電磁弁閉弁時を示す説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る高圧燃料ポンプ１を模式的に示した説明図である。

この高圧燃料ポンプ１は、自動車に搭載されるエンジン等に用いられるものであって、ポンプハウジング２に形成された加圧室３と、カム４の回転によって加圧室３内を往復動するプランジャ５と、電磁弁６と、電磁弁６を介して加圧室３に接続された燃料吸入通路７と、逆止弁８と、逆止弁８を介して加圧室３に接続された燃料吐出通路９と、電磁弁６の弁体１０が着座するシート部材１１と、から大略構成されている。

カム４は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に連動して回転するカムシャフト１２に取り付けられている。

電磁弁６は、加圧室３と燃料吸入通路７との間を連通または遮断する弁体１０と、先端に弁体１０が設けられた棒状の弁軸１３と、弁体１０を閉弁方向へ常時付勢するバネ部材１４と、ソレノイド１５と、を有している。この電磁弁６は、ソレノイド１５に通電することで弁体１０がバネ部材１４の付勢力に抗って開弁方向（図１における右側）に移動するものである。

逆止弁８は、弁体８ａと、弁体８ａを閉弁方向へ常時付勢するバネ部材８ｂと、を有している。この逆止弁８は、加圧室３内の燃料が所望の圧力に達すると弁体８ａが開弁して加圧室３内の燃料が燃料吐出通路９に吐出されるように、バネ部材８ｂのバネ力が設定されている。

シート部材１１は、電磁弁６の弁体１０の外周が着座する環状のシート面１６を有している。

弁体１０及びシート面１６には、弁体１０の着座時に互いに凹凸嵌合する凹凸嵌合部１７がそれぞれ形成されている。

ここで、高圧燃料ポンプ１は、図２に示すようなサイクルで作動する。すなわち、図２ａに示すように、電磁弁６が閉弁した状態で加圧室３内からプランジャ５が後退を始めると、加圧室３内の圧力が低下する。そして、図２ｂに示すように、加圧室３内からプランジャ５がさらに後退し、電磁弁６が開弁すると、加圧室３内に燃料が吸入される。次に、図２ｃに示すように、電磁弁６が閉弁し、プランジャ５が加圧室３内に前進（進入）すると、加圧室３内の容積が減少し、加圧室３内の燃料が圧縮される。そして、プランジャ５がさらに加圧室３内に前進（進入）し、加圧室３内の圧力が所定圧力まで上昇すると、図２ｄに示すように、逆止弁８が開弁し、燃料吐出通路９に高圧の燃料が吐出される。

そして、この第１実施形態においては、シート面１６に形成された凹部１８と、弁体１０に形成された凸部１９と、によって凹凸嵌合部１７が構成されている。

詳述すると、この第１実施形態においては、図３及び図４に示すように、凹凸嵌合部１７がシート面１６の周方向に沿って、シート面１６の全周に亙って連続して形成されている。つまり、弁体１０には環状に連続する凸部１９が形成され、シート面１６には、環状に連続する凹部１８が形成されている。

そしてさらに、凹凸嵌合部１７は、図４に示すように、凸部１９の加圧室側壁面１９ａと凹部１８の加圧室側壁面１８ａとの間に生じる加圧室側隙間Ｃ１に比べて、凸部１９の燃料供給通路側壁面１９ｂと凹部１８の燃料供給通路側壁面１８ｂとの間に生じる燃料供給通路側隙間Ｃ２の方が小さくなるように設定されている。さらに言えば、凹凸嵌合部１７は、電磁弁６の閉弁途中において、加圧室側隙間Ｃ１に比べて燃料供給通路側隙間Ｃ２の方が小さくなるように構成されている。尚、この第１実施形態においては、電磁弁６の閉弁時においても燃料供給通路側隙間Ｃ２が、加圧室側隙間Ｃ１よりも小さくなっている。

このような第１実施形態において、電磁弁６が閉弁する際には、凹凸嵌合部１７の凹部１８内の燃料が凹凸嵌合部１７の凸部１９によって圧縮されることになる。そして、凹凸嵌合部１７の凹部１８内の燃料が凹凸嵌合部１７の凸部１９によって圧縮される過程で、この圧縮される燃料によって、電磁弁６の弁体１０には、閉弁方向とは逆の力（開弁方向の力）が付与される。

そのため、この第１実施形態においては、電磁弁６の弁体１０の着座時の衝突エネルギーが低減され、弁体１０がシート面１６に着座する際の着座音を低減することができる。すなわち、電磁弁６の作動音、ひいては高圧燃料ポンプ１の作動音を低減することができる。

そして、凹凸嵌合部１７は、加圧室側隙間Ｃ１に比べて燃料供給通路側隙間Ｃ２の方が小さくなるように設定されているので、電磁弁６の弁体１０がシート面１６に着座する際に、燃料供給通路側隙間Ｃ２から燃料供給通路側に流れ出る燃料量が減少することになり、電磁弁６の閉弁時における加圧室３の密封性を向上させることができる。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。尚、上述した第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し重複する説明を省略する。

図５は、本発明の第２実施例を示している。この第２実施形態は、上述した第１実施形態とほぼ同一構成となっているが、この第２実施形態においては、凹凸嵌合部１７が、シート面１６の周方向に沿って４箇所に形成されている。つまり凹凸嵌合部１７が、シート面１６の周方向の全周に亙って連続しておらず、シート面１６の周方向に沿って隣接する凹凸嵌合部１７、１７間は、平坦に形成されている。

このような第２実施形態においては、上述した第１実施形態の作用効果に加え、シート面１６の周方向に沿って隣接する凹凸嵌合部１７、１７間を平坦にすることで、電磁弁６の開弁時に、加圧室３内に流れ込む燃料の吸入抵抗を低減することができる。

尚、上述した第１及び第２実施形態においては、凹凸嵌合部１７の加圧室側隙間Ｃ１に比べて燃料供給通路側隙間Ｃ２の方が小さくなるように設定されているが、加圧室側隙間Ｃ１と燃料供給通路側隙間Ｃ２とが等しくなるように設定してもよい。この場合でも、凹凸嵌合部１７の凹部１８内の燃料が凹凸嵌合部１７の凸部１９によって圧縮されることになるので、凹凸嵌合部１７における加圧室側隙間Ｃ１と燃料供給通路側隙間Ｃ２と弁体１０の着座時の衝突エネルギーが低減され、弁体１０がシート面１６に着座する際の着座音を低減することができる。

図６及び図７は本発明の第３実施形態を示している。この第３実施形態は、上述した第１実施形態と略同一構成となっているが、この第３実施形態においては、凹凸嵌合部１７が、シート面１６の周方向に沿って４箇所に形成されていると共に、これら各凹凸嵌合部１７における加圧室側隙間Ｃ１と燃料供給通路側隙間Ｃ２とが等しくなるように設定されている。

そして、これら凹凸嵌合部１７は、電磁弁６の全開時においても少なくとも凸部１９の一部が凹部１８内に位置するよう形成されている。詳述すると、この第３実施形態における凸部１９は、上述した第１実施形態における凸部１９よりも相対的に長くなるよう形成されている。そしてさらに、この第３実施形態においては、凹部１８の底壁面に燃料供給通路７と連通する貫通穴２５が形成されている。

このような第３実施形態においては、上述した第２実施形態の作用効果に加え、電磁弁６の閉時には、凹部１８内の燃料の一部が貫通穴２５からも流れ出ていくため、弁体１０の着座時の移動速度が低減され、着座時の衝突エネルギーをより効果的に低減することができる。

尚、この第３実施形態においては、電磁弁６の弁体１０に凹凸嵌合部１７の凸部１９が形成され、シート部材１１のシート面１６に凹部１８が形成されているが、弁体１０に凹凸嵌合部１７の凹部を形成し、シート面１６に凹凸嵌合部１７の凸部を形成するようにしてもよい、この場合、凸部の先端面に燃料供給通路７と連通する貫通穴が形成されることになる。

また、上述した第３実施形態において、加圧室側隙間Ｃ１に比べて燃料供給通路側隙間Ｃ２の方が小さくなるよう凹凸嵌合部１７を設定するようにしてもよい。

そして、上述した各実施形態においては、電磁弁６の弁体１０に凹凸嵌合部１７の凸部１９が形成され、シート部材１１のシート面１６に凹部１８が形成されているが、弁体１０に凹凸嵌合部１７の凹部を形成し、シート面１６側に凸部を形成する構成とした方が、電磁弁６の弁体１０が相対的に軽量化されるため、着座時の衝突エネルギーを低減する上では、一層有利な構成となる。

また、上述した第２及び第３実施形態においては、凹凸嵌合部１７がシート面１６の周方向に沿って４箇所に形成されているが、凹凸嵌合部１７をシート面１６の周方向に亙って間欠的に設ける場合の凹凸嵌合部１７の数は４つに限定されるものではない。

上述した実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１） 加圧室に電磁弁を介して接続された燃料吸入通路と、前記加圧室に逆止弁を介して接続された燃料吐出通路と、前記加圧室内を往復動するプランジャと、前記電磁弁の弁体の外周が着座する環状のシート面を有するシート部材と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、前記弁体及び前記シート面には、前記シート面の周方向に沿って延び、前記弁体の着座時に互いに凹凸嵌合する凹凸嵌合部がそれぞれ形成されている。前記電磁弁が閉弁する際には、前記凹凸嵌合部の凹部内の燃料が前記凹凸嵌合部の凸部によって圧縮されることになる。そして、前記凹凸嵌合部の凹部内の燃料が前記凹凸嵌合部の凸部によって圧縮される過程で、この圧縮される燃料によって、前記電磁弁の弁体には、閉弁方向とは逆の力（開弁方向の力）が付与される。これによって、前記弁体の着座時の衝突エネルギーが低減され、前記弁体が前記シート面に着座する際の着座音を低減することができる。すなわち、前記電磁弁の作動音、ひいては高圧燃料ポンプの作動音を低減することができる。

（２） 前記（１）に記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記凹凸嵌合部は、前記凸部の加圧室側壁面と前記凹部の加圧室側壁面との間に生じる加圧室側隙間に比べて、前記凸部の燃料供給通路側壁面と前記凹部の燃料供給通路側壁面との間に生じる燃料供給通路側隙間の方が小さくなるよう設定されている。これによって、前記電磁弁の前記弁体が前記シート面に着座する際に、燃料供給通路側隙間から前記燃料供給通路側に流れ出る燃料量が減少することになり、前記電磁弁の閉弁時における加圧室の密封性を向上させることができる。

（３） 前記（１）または（２）に記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記凹凸嵌合部は、前記シート面の周方向に沿って複数箇所に形成されている。すなわち、前記シート面の周方向の全周に亙って前記凹凸嵌合部が連続しておらず、前記シート面の周方向に沿って隣接する前記凹凸嵌合部間は平坦となっている。これによって、前記電磁弁の開弁時に、加圧室内に流れ込む燃料の吸入抵抗を低減することができる。

（４） 前記（１）〜（３）のいずれかに記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記凹凸嵌合部は、前記電磁弁の全開時においても、少なくとも前記凸部の一部が前記凹部内に位置するよう形成されていると共に、前記凸部の先端面もしくは前記凹部の底壁面には、前記燃料供給通路と連通する貫通穴が形成されている。これによって、前記電磁弁の閉時には、前記凹部内の燃料の一部が前記貫通穴からも流れ出ていくため、前記弁体の着座時の移動速度が低減され、着座時の衝突エネルギーをより効果的に低減することができる。

（５） 前記（１）〜（４）のいずれかに記載の高圧燃料ポンプにおいて、前記凹凸嵌合部における凸部は前記シート面に形成され、前記凹凸嵌合部における凹部は前記弁体に形成されている。これによって、前記弁体の重量が相対的に軽減されることになり、前記弁体の着座時の衝突エネルギーのさらに低減することができる。

１…高圧燃料ポンプ
３…加圧室
６…電磁弁
７…燃料吸入通路
９…燃料吐出通路
１０…弁体
１１…シート部材
１５…ソレノイド
１６…シート面
１７…凹凸嵌合部
１８…凹部
１９…凸部

Claims (5)

1. 加圧室に電磁弁を介して接続された燃料吸入通路と、前記加圧室に逆止弁を介して接続された燃料吐出通路と、前記加圧室内を往復動するプランジャと、前記電磁弁の弁体の外周が着座する環状のシート面を有するシート部材と、を備えた高圧燃料ポンプにおいて、
   前記弁体及び前記シート面には、前記シート面の周方向に沿って延び、前記弁体の着座時に互いに凹凸嵌合する凹凸嵌合部がそれぞれ形成されていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。
2. 前記凹凸嵌合部は、前記凸部の加圧室側壁面と前記凹部の加圧室側壁面との間に生じる加圧室側隙間に比べて、前記凸部の燃料供給通路側壁面と前記凹部の燃料供給通路側壁面との間に生じる燃料供給通路側隙間の方が小さくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポンプ。
3. 前記凹凸嵌合部は、前記シート面の周方向に沿って複数箇所に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧燃料ポンプ。
4. 前記凹凸嵌合部は、前記電磁弁の全開時においても、少なくとも前記凸部の一部が前記凹部内に位置するよう形成されていると共に、前記凸部の先端面もしくは前記凹部の底壁面には、前記燃料供給通路と連通する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高圧燃料ポンプ。
5. 前記凹凸嵌合部における凸部は前記シート面に形成され、前記凹凸嵌合部における凹部は前記弁体に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高圧燃料ポンプ。

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