JP4241611B2 - 燃料噴射ポンプ用弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、内部に吸入した低圧燃料を加圧して高圧化すると共に、昇圧した高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に圧送供給する燃料噴射ポンプに用いられる弁装置に関するもので、特に燃料噴射ポンプ用電磁弁、燃料噴射ポンプ用吸入弁、燃料噴射ポンプ用吐出弁、燃料噴射ポンプ用逆止弁などに用いて好適なものである。

［従来の技術］
従来より、例えばコモンレール式燃料噴射装置等の内燃機関用燃料噴射装置に使用される燃料噴射ポンプ用弁装置としては、ポンプエレメントのシリンダ内に摺動自在に保持されたプランジャの往復運動に伴う容積変動によって燃料を加圧して高圧化する燃料加圧室に燃料を吸入するための燃料吸入経路を形成する燃料通路を開閉する吸入弁、あるいは燃料加圧室内で高圧化された燃料を燃料噴射弁側に圧送するための燃料圧送経路を形成する燃料通路を開閉する吐出弁、あるいは燃料加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整して燃料加圧室内から吐出される燃料の吐出量を制御する電磁弁等が利用されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、燃料噴射ポンプ用弁装置は、図８および図９に示したように、アーマチャ１０１を吸引するソレノイドコイルの電磁吸引力や、リターンスプリング（図示せず）の付勢力が作用するバルブ１０２と、このバルブ１０２を摺動自在に支持する筒状のバルブボデー１０３と、このバルブボデー１０３を保持固定する筒状のハウジング（図示せず）と、バルブボデー１０３およびハウジング内部に形成されて燃料加圧室に連通する燃料通路とによって構成されている。バルブ１０２は、バルブボデー１０３のシート部１０４に着座、離座して燃料通路を閉塞、開放する円錐台形状の弁鍔部１１１、この弁鍔部１１１よりも外径の小さい弁軸部１１２、およびこの弁軸部１１２よりも外径の大きい摺動部１１３を有している。

また、バルブボデー１０３の内部には、バルブ１０２の弁軸部１１２が往復移動する小径バルブ室１０５、およびバルブ１０２の摺動部１１３が往復移動自在に摺動するバルブ摺動孔１０６が形成されている。また、バルブボデー１０３の軸線方向の一端面（図示上端面）は、小径バルブ室１０５よりも内径の大きい大径バルブ室１０７に対面している。また、バルブ１０２の弁鍔部１１１とバルブボデー１０３のシート部１０４との間には、バルブ１０２の弁鍔部１１１がシート部１０４より離脱した際に燃料が通過するクリアランスが形成される。なお、図８（ａ）に示した電磁弁のバルブボデー１０３の内部には、バルブ１０２の弁鍔部１１１がシート部１０４より離脱した際に、小径バルブ室１０５およびクリアランスを介して大径バルブ室１０７に連通する燃料通路１１０が形成されている。

［従来の技術の不具合］
ところが、従来の燃料噴射ポンプに用いられる弁装置（例えば吐出弁等）においては、図９（ａ）に示したように、バルブ１０２の開弁時に、燃料加圧室内で加圧された高圧燃料がクリアランスを通過すると、小径バルブ室１０５内のバルブ室圧と大径バルブ室１０７内のバルブ室圧とが大きくなる。これにより、シート部１０４の内径面（シート面）に高圧力が作用するため、シート部１０４のシート面が内径を拡大する側、つまり半径方向の外径側に膨らむ。すなわち、シート部１０４のシート面に作用する高圧力の大きさに対応して、シート部１０４が半径方向の外径側に変形する。

その後、図９（ｂ）に示したように、バルブ１０２が閉弁した直後は、小径バルブ室１０５内のバルブ室圧と大径バルブ室１０７内のバルブ室圧とが未だ大きく、バルブボデー１０３のシート部１０４が半径方向の外径側に変形したままであるが、小径バルブ室１０５内のバルブ室圧が低下すると、図９（ｃ）に示したように、シート部１０４の半径方向の外径側への変形が戻る。このとき、バルブ１０２の弁鍔部１１１がシート部１０４に着座しているため、バルブ１０２の弁鍔部１１１とシート部１０４との間に滑りが生じ、シート部１０４のシート面が摩耗するという問題が生じる。

そして、シート部１０４の摩耗が進行すると、シート部１０４の内径面に段差が生じたり、削られたりする。そして、大径バルブ室１０７に連通する燃料加圧室に高圧力や低圧力が繰り返し作用すると、摩耗段差や摩耗傷にバルブ１０２の弁鍔部１１１が食い込み、バルブ１０２が固着して燃料加圧室内に燃料を吸入させることができなかったり、燃料加圧室内から燃料噴射弁側へ燃料を圧送させることができなかったりして、弁装置の耐久性や信頼性が低下するという問題が生じる。また、シート部１０４の摩耗が進行してシート部１０４のシート面に摩耗段差や摩耗傷が生じることで、バルブ１０２の閉弁時にバルブ１０２の弁鍔部１１１とバルブボデー１０３のシート部１０４との間から燃料が漏れてしまい、弁装置としての良好なシール性を長期間維持させることができず、狙い通りの高圧に燃料を昇圧させることができないという問題が生じる。
特開平０５−１４９４６５号公報（第１−５頁、図１−図６）

本発明の目的は、バルブとシート部との間の滑りを抑制することで、シート部の摩耗の発生を防止することのできる燃料噴射ポンプ用弁装置を提供することにある。また、耐久性や信頼性を向上することのできる燃料噴射ポンプ用弁装置を提供することにある。さらに、良好なシール性を長期間維持させることのできる燃料噴射ポンプ用弁装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、内部に吸入した低圧燃料を加圧して高圧化する加圧室、およびこの加圧室に連通する燃料通路を有し、加圧室内で昇圧した高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に圧送供給する燃料噴射ポンプに用いられる弁装置であって、軸線方向に往復移動することで燃料通路を開閉する円錐台形状のテーパ面を有するバルブと、このバルブが着座、離座する環状のシート部を有するハウジングとを備えた燃料噴射ポンプ用弁装置において、ハウジングは、シート部を半径方向に取り囲むように、しかも加圧室または燃料通路に連通する環状空間を有しており、環状空間は、軸線方向に、シート部の軸線方向の長さよりも深い位置に至るまで設けられており、さらに、環状空間に加圧室または燃料通路の燃料が導入され、シート部に作用する燃料の圧力の方向に対して逆方向に環状空間からシート部に向かって燃料の圧力が作用するようにしている。これによって、弁装置の開弁時にシート部に高圧力（または低圧力）が作用する場合には、加圧室または燃料通路から環状空間内に導入された高圧力（または低圧力）が、シート部に作用する高圧力（または低圧力）の方向とは逆方向に環状空間からシート部へ向かって作用する。これにより、シート部の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対して、シート部の内径を半径方向の内径側に戻そうとする変形が生じるため、シート部の変形が相殺される。また、ハウジングのシート部の必要最小限の部位（少なくともハウジングの軸線方向の一端面からバルブが当接する位置までのシート部）の変形を抑制することが可能となる。

したがって、弁装置の開弁時におけるシート部の変形（シート変形）を抑制することが可能となるので、弁装置の閉弁後のバルブとシート部との間の滑りが発生しないようになる。あるいは、バルブとシート部との間の滑りが少なくなる。これにより、シート部の摩耗を抑制することができるので、弁装置の耐久性や信頼性を向上することができ、更に、弁装置の良好なシール性を長期間維持させることができる。ここで、環状空間に直接的に連通する燃料通路は、シート部よりも燃料流方向の上流側の燃料通路（大径バルブ室）であっても、シート部よりも燃料流方向の下流側の燃料通路（小径バルブ室）であっても構わない。また、燃料通路（大径バルブ室）が加圧室と直接的に連通して加圧室の一部を構成するようにしても良い。

請求項２に記載の発明によれば、シート部周囲の近傍に、加圧室または燃料通路のうちのシート部よりも燃料流方向の下流側または上流側に連通する均圧室を形成して、均圧室内に加圧室または燃料通路から燃料圧力を導入することで、シート部に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に均圧室からシート部に向かって燃料圧力を作用させる。これにより、シート部の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対して、シート部の内径を半径方向の内径側に戻そうとする変形が生じるため、シート部の変形が相殺される。

請求項３に記載の発明によれば、バルブに弁鍔部および摺動部を設けることにより、バルブの弁鍔部がハウジングのシート部に対して着座、離座すると、燃料通路が開閉される。また、請求項４に記載の発明によれば、バルブの弁鍔部がハウジングのシート部より離脱した場合には、バルブとハウジングとの間にクリアランスが形成される。また、ハウジングの内部に、バルブの弁鍔部を往復移動自在に収容する大径バルブ室、およびバルブの摺動部を往復移動自在に収容する小径バルブ室を形成している。これにより、弁鍔部がシート部より離脱した際に、シート部よりも燃料流方向の上流側の燃料通路からクリアランスを経由してシート部よりも燃料流方向の下流側の燃料通路へ燃料が流れる。これにより、バルブの開閉動作に伴ってシート部（のシート面）に燃料圧力（高圧力または低圧力）が繰り返し作用する。

請求項５に記載の発明によれば、シート部周囲の近傍に、バルブ支持部材の軸線方向の一端面で開口し、加圧室または燃料通路に連通する環状溝を形成して、環状溝内に加圧室または燃料通路から燃料圧力を導入することで、シート部に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に環状溝からシート部に向かって燃料圧力を作用させる。これにより、シート部の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対して、シート部の内径を半径方向の内径側に戻そうとする変形が生じるため、シート部の変形が相殺される。

請求項６に記載の発明によれば、燃料噴射ポンプに用いられる弁装置を、加圧室内に吸入される燃料吸入量、あるいは加圧室内から吐出される燃料吐出量を制御する電磁弁装置に適用しても良い。この電磁弁装置は、コイルに発生する電磁起磁力によってバルブに一体化されたアーマチャを軸線方向の一方側に吸引することで、バルブがハウジングのシート部に着座、離座して燃料通路を閉塞、開放する。

請求項７に記載の発明によれば、燃料噴射ポンプに用いられる弁装置を、加圧室内から燃料通路を経由して高圧燃料を圧送させるための吐出弁装置に適用しても良い。この吐出弁装置に、バルブを燃料通路を閉塞する側に付勢するバルブ付勢手段を設けても良い。また、請求項８に記載の発明によれば、上記の吐出弁装置に、シート部よりも燃料流方向の下流側から、シート部よりも燃料流方向の上流側および加圧室側への高圧燃料の逆流を防止する逆止弁機能を持たせても良い。

請求項９に記載の発明によれば、燃料噴射ポンプに用いられる弁装置を、加圧室内に燃料通路を経由して低圧燃料を吸入させるための吸入弁装置に適用しても良い。この吸入弁装置に、バルブを燃料通路を閉塞する側に付勢するバルブ付勢手段を設けても良い。また、請求項１０に記載の発明によれば、上記の吸入弁装置に、加圧室側およびシート部よりも燃料流方向の下流側から、シート部よりも燃料流方向の上流側への低圧燃料の逆流を防止する逆止弁機能を持たせても良い。

本発明を実施するための最良の形態は、弁装置の閉弁時のバルブとシート部との間に滑りが発生しないようにしてシート部の摩耗の発生を抑制するという目的を、弁装置のバルブが着座、離座するシート部を半径方向に取り囲むように、かつ、シート部の軸線方向の長さよりも深い位置に至るまで、つまりシート部周囲の近傍に、加圧室に低圧燃料を吸入させるための燃料吸入経路、あるいは加圧室から高圧燃料を圧送するための燃料吐出経路を構成する燃料通路に連通する環状空間（均圧室や環状溝等）を形成して、弁装置の開弁時に環状空間内に高圧力（または低圧力）を導入することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１はサプライポンプの全体構造を示した図である。

本実施例の内燃機関用燃料噴射装置は、多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）であり、燃料噴射ポンプとしてのサプライポンプと、このサプライポンプより吐出された高圧燃料を蓄圧するコモンレール（図示せず）と、エンジンの各気筒毎に対応して搭載された複数のインジェクタ（電磁式燃料噴射弁等：図示せず）と、サプライポンプのアクチュエータ（電磁弁装置７等）および各インジェクタのアクチュエータ（電磁弁装置等）を電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）とを備えている。

本実施例のサプライポンプには、ポンプハウジング１が設けられており、このポンプハウジング１には、エンジンのクランクシャフトによって回転駆動されるポンプ駆動軸（カムシャフト）２が回転自在に軸支されている。また、サプライポンプよりも燃料流方向の上流側には、燃料タンクから燃料を汲み上げるフィードポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）が接続されている。また、サプライポンプは、ポンプハウジング１に一体的に組み付けられるシリンダヘッド（シリンダ）３と、このシリンダヘッド３に摺動自在に支持されるプランジャ４とによってポンプエレメント（高圧供給ポンプ）が構成されている。また、本実施例では、サプライポンプに使用される弁装置として、燃料吸入経路を経由して燃料加圧室５内に吸入される燃料吸入量を調整して燃料加圧室５より吐出される燃料吐出量を制御する電磁弁装置（電磁弁）７と、燃料加圧室５内で昇圧した燃料をコモンレール（インジェクタ）側に圧送供給するための燃料圧送経路を開閉する吐出弁装置（吐出弁）８とが設置されている。

ポンプハウジング１は、金属材料によって所定の形状に形成されており、内部に潤滑油が充填されるカム室を有している。ポンプハウジング１のカム室には、エンジンのクランクシャフトによって回転駆動されるカムシャフト２が挿入されている。このカムシャフト２の外周には、３つのカム山を有するカム１０が一体的に組み付けられている。また、カムシャフト２の先端部の外周には、エンジンのクランクシャフトのクランクプーリとベルトを介して駆動連結されるドライブプーリ（図示せず）が取り付けられている。

また、ポンプハウジング１内には、図示上下方向に摺動するタペット１１が配設されている。タペット１１は、スプリング（コイルスプリング等）１２の付勢力により常に図示下方に付勢されている。これにより、タペット１１は、ローラ１３を介して常にカム１０の外周面に当接している。また、ポンプハウジング１の図示上端部には、シリンダヘッド３が液密的に嵌め込まれている。そして、ポンプハウジング１の内周とシリンダヘッド３の外周との間には、フィードポンプからインレットパイプ１４の吸入ポートを経由して低圧燃料が導入される燃料ギャラリ１５が形成されている。

シリンダヘッド３は、金属材料によって略円筒形状に形成されている。また、シリンダヘッド３の図示上方側には、電磁弁装置７が締め付け固定されている。そのシリンダヘッド３には、電磁弁装置７の外周に形成された雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されている。そして、シリンダヘッド３の内部に形成された摺動孔１６内には、プランジャ４が摺動自在に収容されている。また、プランジャ４は、シリンダヘッド３の摺動孔１６内に往復移動自在に支持されている。また、プランジャ４の図示下端部は、円環板形状のばね受けを介してタペット１１の図示上端面に当接している。

シリンダヘッド３の摺動孔１６の開口端側の内壁面とプランジャ４の図示上端面とストッパ６の図示下端面とで囲まれた容積可変空間は、プランジャ４の往復運動によって内部に吸入した低圧燃料を加圧して高圧化する燃料加圧室５として機能する。ここで、フィードポンプから燃料加圧室５内に低圧燃料を吸入させるための燃料吸入経路は、インレットパイプ１４の吸入ポート、燃料ギャラリ１５、燃料通路１７〜１９、小径バルブ室２０、大径バルブ室２１、連通路２２よりなる各燃料通路によって構成されている。

また、プランジャ４の往復移動に伴って燃料加圧室５の内容積が拡縮することで加圧された燃料は、燃料加圧室５から燃料通路２３、小径バルブ室２４、大径バルブ室２５、燃料通路２６、吐出ポート２７を経由してコモンレールへ圧送供給されるように構成されている。なお、燃料加圧室５からコモンレール側に高圧燃料を圧送するための燃料吐出経路は、燃料通路２３、小径バルブ室２４、大径バルブ室２５、燃料通路２６、吐出ポート２７よりなる各燃料通路によって構成されている。

ストッパ６は、略円環板形状に形成された金属プレートであって、電磁弁装置７をシリンダヘッド３にねじ締付軸力で締め付け固定した際に、シリンダヘッド３の密着面と電磁弁装置７の密着面との間に挟み込まれた状態で保持固定されている。このストッパ６には、ストッパ６の板厚方向の両端面を板厚方向（軸線方向）に貫通するように１個の連通路２２または複数個の連通路２２が設けられている。連通路２２は、電磁弁装置７のバルブ３１の移動方向の中心軸線に対してオフセット配置されている。これにより、電磁弁装置７がストッパ６に着座した時に、仮に中央の連通路２２が電磁弁装置７により閉塞されても、少なくとも複数個の連通路２２は開口しているため、電磁弁装置７よりも燃料流方向の上流側の燃料吸入経路（燃料通路）から電磁弁装置７よりも燃料流方向の下流側の燃料吸入経路（燃料通路）を経由して燃料加圧室５内への燃料の吸入を阻害することはない。

電磁弁装置７は、図１および図２に示したように、常開型（ノーマリオープンタイプ）の電磁式制御弁であって、燃料加圧室５に連通する燃料吸入経路（燃料通路）を開閉するバルブ３１と、このバルブ３１を閉弁方向に駆動するソレノイドコイル等よりなる電磁駆動部と、バルブ３１を閉弁方向に付勢するコイルスプリング等のバルブ付勢手段と、これらを収容するハウジングとによって構成されている。なお、ソレノイドコイルは、電磁弁装置７のハウジングの図示上端側に内蔵されたコイルボビンの外周に巻装されており、バルブ３１を一体的に組み付けたアーマチャ（可動側の磁性体）３２を電磁力によってステータコア（固定側の磁性体）の吸引部に吸引するものである。

本実施例の電磁弁装置７のハウジングは、バルブハウジング３３およびバルブボデー３４等によって構成されている。バルブハウジング３３の内部には、ソレノイドコイル、このソレノイドコイルに磁化されるステータコア、およびソレノイドコイルに電気的に接続されるターミナル等の電磁駆動部が収容されている。そして、バルブハウジング３３の外周には、電磁弁装置７をシリンダヘッド３の内周にねじ締め付けするための雄ねじ部が形成されている。また、バルブハウジング３３の外周には、電磁弁装置７のバルブボデー３４の密着面とシリンダヘッド３の密着面とを、所定の締結軸力でストッパ６を介して密着させるための工具（例えばトルクレンチやラチェットレンチ等）と係合する係合部２８が設けられている。また、バルブハウジング３３の図示上端部には、ソレノイドコイルへの給電を行うためのターミナルを保持する筒状のコネクタ２９が一体的に設けられている。

電磁弁装置７のバルブ３１は、アーマチャ３２に圧入固定される頭頂部がバルブボデー３４の端面（図示上端面）より突出した状態で、バルブボデー３４のバルブ摺動孔（軸方向孔）３５内に軸線方向に往復移動自在に収容されている。本実施例のバルブ３１は、バルブボデー３４のシート部３６に着座、離座して燃料吸入経路を閉塞、開放する鍔状の弁頭部（弁鍔部）３１Ａ、およびこの弁頭部３１Ａより軸線方向の図示上方側に延長されて弁頭部３１Ａの外径よりも小さい外径の摺動部３１Ｂ等を有している。

また、バルブ３１は、ソレノイドコイルへ通電しない状態では、コイルスプリングの付勢力によって開弁し、また、ソレノイドコイルを通電すると、コイルスプリングの付勢力に抗して閉弁する。また、バルブ３１の弁頭部３１Ａは、バルブ３１の弁頭部３１Ａの第１当接部がバルブボデー３４のシート部３６より離脱した際に、シート部３６との間に燃料が通過するクリアランスを形成する。なお、弁頭部３１Ａと摺動部３１Ｂとの間には、弁頭部３１Ａや摺動部３１Ｂよりも外径の小さい弁軸部３１Ｃが形成されている。

また、バルブボデー３４のシート部３６の内径面（円錐面、シート面）は、電磁弁装置７の閉弁時にバルブ３１の弁頭部３１Ａの第１当接部が着座する第１弁座として機能する。この第１弁座は、電磁弁装置７のソレノイドコイルへの通電（ＯＮ）時におけるバルブ３１の閉弁方向（図示上方）への移動を、バルブ３１の全閉位置にて規制するための第１規制面となる。ここで、ストッパ６の図示上端面は、電磁弁装置７の開弁時にバルブ３１の弁頭部３１Ａの第２当接部が着座する第２弁座として機能する。この第２弁座は、電磁弁装置７のソレノイドコイルへの通電停止（ＯＦＦ）時におけるバルブ３１の開弁方向（図示下方）への移動を、バルブ３１の全開位置（フルリフト位置）にて規制するための第２規制面となる。

バルブボデー３４は、例えば軸受鋼（ＳＵＪ２等）よりなる金属材料によって所定の円筒形状に形成されており、バルブハウジング３３の先端側（図示下端側）にかしめ等により結合されている。このバルブボデー３４は、バルブ３１の弁頭部３１Ａを軸線方向の一端面より突出した状態で、バルブ３１の摺動部３１Ｂを摺動自在に支持するバルブ支持部材として機能するもので、内部にバルブ３１の摺動部３１Ｂが摺動する丸孔形状のバルブ摺動孔３５を有している。また、バルブボデー３４は、バルブ３１の弁頭部３１Ａの第１当接部が着座、離座する円環形状のシート部３６を有するバルブシートとして機能する。

そして、バルブボデー３４は、燃料加圧室５内に低圧燃料を導入する燃料吸入経路を、比較的に内径の小さい小径バルブ室２０と比較的に内径の大きい大径バルブ室２１とに区画形成している。また、バルブボデー３４の外周面とシリンダヘッド３の内周面との間には、燃料通路１７に連通する円環状の燃料通路１８が形成されている。また、バルブボデー３４の内部には、燃料通路１８と大径バルブ室２１とを連通する燃料通路１９および小径バルブ室２０が形成されている。

小径バルブ室２０は、バルブ３１の弁軸部３１Ｃを往復移動自在に収容する略円柱状空間で、バルブ摺動孔３５の軸線方向の開口端側に連続して設けられている。また、小径バルブ室２０の内周面とバルブ３１の弁軸部３１Ｃの外径面との間には、燃料通路１９内の燃料をシート部側に円滑に吸入させるための円環状のクリアランスが形成されている。そして、大径バルブ室２１は、バルブ３１の弁頭部３１Ａを往復移動自在に収容する略円柱状空間で、バルブボデー３４の図示下端側の円筒状部（ストッパ６との間で高圧シールを行う高圧シール部）とストッパ６の図示上端面とで周囲を囲まれている。なお、本実施例の大径バルブ室２１は、連通路２２を介して燃料加圧室５に常時連通している。

ここで、本実施例のバルブボデー３４には、シート部３６を半径方向に取り囲むように、つまりシート部３６周囲の近傍に、シート部３６よりも燃料流方向の下流側（図示下方側）に位置する大径バルブ室２１に連通する環状溝（均圧室、環状空間）３９が形成されている。そして、環状溝３９は、シート部３６周囲の近傍のバルブボデー３４の軸線方向の一端面（大径バルブ室（凹状部）２２の底壁面）で開口している。この環状溝３９は、環状溝３９内に大径バルブ室２１から燃料圧力を導入することで、シート部３６に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に環状溝３９からシート部３６に向かって燃料圧力が作用するように構成されている。なお、本実施例の環状溝３９は、バルブボデー３４の軸線方向の一端面からシート部３６の軸線方向の長さよりも深い位置に至るまで形成されている。これにより、環状溝３９は、シート部３６の外径側で、軸線方向で重なり合っている（オーバーラップしている）。

本実施例のバルブボデー３４のシート部３６は、小径バルブ室２０（またはバルブ摺動孔３５）の軸線方向の一方側（図示下端側）の開口端を小径バルブ室２０（またはバルブ摺動孔３５）の内径より円錐形状に拡径することで設けられている。これにより、シート部３６は、円錐台形状の内径面（シート面）を有し、内部に円錐台形状の中空部（弁孔）を形成する。また、シート部３６の外径面は、軸線方向に対して内径面の法線角度（テーパ角度）よりも急な法線角度（テーパ角度）を有する傾斜面（円錐状面）とされている。なお、本実施例では、シート部３６のシート面を円錐台形状としているが、小径バルブ室２０の内径と略同一径の円環状シートエッジとしても良い。また、小径バルブ室２０の内径よりも２段階以上に拡径される階段状シートエッジとしても良い。

吐出弁装置８は、図１、図３および図４に示したように、燃料加圧室５に連通する燃料吐出経路（燃料通路）を開閉するバルブ４１と、このバルブ４１を燃料吐出経路を閉塞する側（閉弁方向）に付勢するスプリング（バルブ付勢手段）４２と、これらを収容するハウジングとによって構成されている。本実施例の吐出弁装置８のハウジングは、バルブホルダ（バルブハウジング）として機能する円筒状のアウトレットパイプ４３と、このアウトレットパイプ４３の端面とシリンダヘッド３の継ぎ手部（凹状部）との間に挟み込まれたバルブシート４４とによって構成されている。

吐出弁装置８のバルブ４１は、バルブシート４４の小径バルブ室２４内に軸線方向に往復移動自在に収容されている。本実施例のバルブ４１は、バルブシート４４のシート部４６に着座、離座して燃料吐出経路を閉塞、開放する弁鍔部４１Ａ、およびこの弁鍔部４１Ａより軸線方向の図示下方側（燃料加圧室側）に延長されて弁鍔部４１Ａより内径の小さい摺動部４１Ｂ等を有している。また、弁鍔部４１Ａより軸線方向の図示上方側には、弁鍔部４１Ａより内径の小さい弁頭部４１Ｃが設けられている。また、スプリング４２は、本例ではコイルスプリングが使用され、一端がスプリングシート４７の図示下端面に保持され、また、他端がバルブシート４４の軸線方向の一端面に保持されている。

また、バルブ４１は、燃料加圧室５に連通する燃料通路２３、小径バルブ室２４内の燃料圧力がスプリング４２の付勢力によって設定される開弁圧よりも低い状態では、スプリング４２の付勢力によって閉弁し、また、燃料加圧室５に連通する燃料通路２３、小径バルブ室２４内の燃料圧力が開弁圧よりも大きくなると、スプリング４２の付勢力に抗して開弁する。これにより、吐出弁装置８は、シート部４６よりも燃料流方向の下流側から、シート部４６よりも燃料流方向の上流側および燃料加圧室側への高圧燃料の逆流を防止する逆止弁機能を具備する逆止弁装置を構成する。また、バルブ４１の弁鍔部４１Ａは、バルブ４１の弁鍔部４１Ａの当接部がバルブシート４４のシート部４６より離脱した際に、シート部４６の内径面との間に燃料が通過するクリアランスを形成する。また、バルブ４１の摺動部４１Ｂの外周には、バルブシート４４の小径バルブ室２４の内周面に摺接する羽根等の部分的なシール構造が設けられている。

バルブシート４４は、例えば軸受鋼（ＳＵＪ２等）よりなる金属材料によって所定の円筒形状に形成されている。このバルブシート４４は、吐出弁装置８をシリンダヘッド３にねじ締付軸力で締め付け固定した際に、シリンダヘッド３の密着面とアウトレットパイプ４３の密着面との間に挟み込まれた状態で保持固定されている。このバルブシート４４は、バルブ４１の弁鍔部４１Ａを軸線方向の一端面より突出した状態で、バルブ４１の摺動部４１Ｂを摺動自在に支持するバルブ支持部材として機能するものである。また、バルブシート４４は、バルブ４１の弁鍔部４１Ａの当接部が着座、離座する円環形状のシート部４６を有している。また、バルブシート４４のシート部４６の内径面（円錐面、シート面）は、吐出弁装置８の閉弁時にバルブ４１の弁鍔部４１Ａの当接部が着座する弁座として機能する。この弁座は、吐出弁装置８の閉弁時におけるバルブ４１の閉弁方向（図示下方）への移動を、バルブ４１の全閉位置にて規制するための規制面となる。

そして、バルブシート４４は、燃料加圧室５に連通する燃料通路２３から高圧燃料をコモンレール側に圧送する燃料吐出経路を、比較的に内径の小さい小径バルブ室２４と比較的に内径の大きい大径バルブ室２５とに区画形成している。小径バルブ室２４は、バルブ４１の摺動部４１Ｂを往復移動自在に収容する略円柱状空間で、バルブシート４４の内部に燃料通路２３と大径バルブ室２５とを連通するように軸線方向に貫通している。また、小径バルブ室２４は、内部にバルブ４１の摺動部４１Ｂが摺動する丸孔形状のバルブ摺動孔（軸方向孔）を兼ねている。また、小径バルブ室２４の内周面とバルブ４１の摺動部４１Ｂの外径面（羽根がない部分）との間には、円筒状のクリアランスが形成される。そして、大径バルブ室２５は、バルブ４１の弁鍔部４１Ａおよび弁頭部４１Ｃを往復移動自在に収容する略円柱状空間で、アウトレットパイプ４３の内周面とバルブシート４４の軸線方向の一端面とスプリングシート４７の図示下端面とで周囲を囲まれている。なお、本実施例の小径バルブ室２４は、燃料通路２３を介して燃料加圧室５に常時連通している。

ここで、本実施例のバルブシート４４には、シート部４６を半径方向に取り囲むように、つまりシート部４６周囲の近傍に、シート部４６よりも燃料流方向の下流側（図示上方側）に位置する大径バルブ室２５に連通する環状溝（均圧室、環状空間）４９が形成されている。そして、環状溝４９は、シート部４６周囲の近傍のバルブシート４４の軸線方向の一端面で開口している。この環状溝４９は、環状溝４９内に大径バルブ室２５から燃料圧力を導入することで、シート部４６に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に環状溝４９からシート部４６に向かって燃料圧力が作用するように構成されている。なお、本実施例の環状溝４９は、バルブシート４４の軸線方向の一端面からシート部４６の軸線方向の長さよりも深い位置に至るまで形成されている。これにより、環状溝４９は、シート部４６の外径側で、軸線方向で重なり合っている（オーバーラップしている）。

本実施例のバルブシート４４のシート部４６は、小径バルブ室２４の軸線方向の一方側（図示上端側）の開口端を小径バルブ室２４の内径より円錐形状に拡径することで設けられている。これにより、シート部４６は、円錐台形状の内径面（シート面）を有し、内部に円錐台形状の中空部（弁孔）を形成する。また、シート部４６の外径面は、図３（ａ）に示したように、軸線方向に平行な垂直面（円形状面）とされている。あるいは、図３（ｂ）に示したように、軸線方向に対して内径面の法線角度（テーパ角度）よりも急な法線角度（テーパ角度）を有する傾斜面（円錐状面）とされている。なお、本実施例では、シート部４６のシート面を円錐台形状としているが、小径バルブ室２４の内径と略同一径の円環状シートエッジとしても良い。また、小径バルブ室２４の内径よりも２段階以上に拡径される階段状シートエッジとしても良い。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるサプライポンプの作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図４は吐出弁装置の作動説明図である。

サプライポンプのカムシャフト２がエンジンのクランクシャフトに回転駆動されて回転すると、タペット１１およびローラ１３がカム１０の外周面（カムプロフィール）に沿って一体的に図示上下方向に往復運動する。そして、タペット１１が図示上下方向に往復移動すると、タペット１１と連動してプランジャ４も図示上下方向に往復移動する。このとき、電磁弁装置７のソレノイドコイルへの通電が停止（ＯＦＦ）されており、ソレノイドコイルの起磁力が消磁されているため、図１に示したように、コイルスプリングの付勢力によってバルブ３１の弁頭部３１Ａが全開位置（フルリフト位置、ストッパ６の第２弁座に着座している位置）に押し付けられている。これにより、燃料吸入経路が開放されるため、プランジャ４がシリンダヘッド３の摺動孔１６内を下降すると、燃料加圧室５内の内容積が拡大する。

これによって、インレットパイプ１４の吸入ポートからサプライポンプのポンプハウジング１内に吸入される燃料がプランジャ４の下降に伴い、燃料ギャラリ１５→燃料通路１７→燃料通路１８→燃料通路１９→小径バルブ室２０→バルブ３１の弁頭部３１Ａの外径面とバルブボデー３４のシート部３６の内径面との間に形成されるクリアランス（弁孔）→大径バルブ室２１→連通路２２を経由して燃料加圧室５内に導入される。このとき、燃料加圧室５内の燃料圧力が、スプリング４２の付勢力等により設定されている開弁圧よりも低いため、吐出弁装置８のバルブ４１が閉弁されている。すなわち、図３に示したように、吐出弁装置８のバルブ４１の弁鍔部４１Ａは、スプリング４２の付勢力によってバルブシート４４のシート部４６に着座しており、燃料吐出経路は閉塞されている。

そして、プランジャ４がシリンダヘッド３の摺動孔１６内を下降から上昇に移行するタイミングで、電磁弁装置７のソレノイドコイルへの通電が実施（ＯＮ）されると、ソレノイドコイルに起磁力が発生して、アーマチャ３２やステータコア等の複数の磁性体が磁化される。これにより、図２に示したように、アーマチャ３２がステータコアの吸引部に吸引され、これに伴いバルブ３１が全閉方向に移動してバルブボデー３４のシート部３６（第１弁座：全閉位置）に着座する。これにより、燃料吸入経路が閉塞されるため、プランジャ４がシリンダヘッド３の摺動孔１６内を更に上昇すると、燃料加圧室５内の内容積が狭くなる。これによって、燃料加圧室５内に導入された燃料がプランジャ４の上昇に伴い加圧されて高圧化される。

このとき、燃料加圧室５内の燃料圧力が、スプリング４２の付勢力等により設定されている開弁圧よりも高くなると、吐出弁装置８のバルブ４１が開弁する。すなわち、図４に示したように、吐出弁装置８のバルブ４１の弁鍔部４１Ａは、燃料加圧室５内の燃料圧力（高圧力）によって、スプリング４２の付勢力に抗してバルブシート４４のシート部４６より離座（離脱）する。これにより、燃料吐出経路が開放されるため、燃料加圧室５から燃料通路２３→小径バルブ室２４→バルブ４１の弁鍔部４１Ａの外径面とバルブシート４４のシート部４６の内径面との間に形成されるクリアランス（弁孔）→大径バルブ室２５→燃料通路２６→吐出ポート２７を経由してコモンレールに高圧燃料が圧送供給される。 そして、吐出弁装置８のバルブ４１が全閉位置に戻り、コモンレール側への高圧燃料の圧送が終了した後には、電磁弁装置７のソレノイドコイルへの通電が停止（ＯＦＦ）されて電磁弁装置７のバルブ３１が全開位置に戻り、燃料加圧室５内に再び燃料が吸入される。

ここで、サプライポンプからコモンレール内への燃料の吐出量は、ＥＣＵによって電磁弁装置７のソレノイドコイルへの通電時期および通電期間を制御することによって、燃料加圧室５内に燃料を吸入する実吸入期間を変更して、プランジャ４がシリンダヘッド３の摺動孔１６内を下降する際の、燃料加圧室５内への燃料の吸入量を調整することで制御できる。これにより、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されたインジェクタからエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料の噴射圧力に相当（または対応）するコモンレール圧を、エンジンの運転条件に対応した最適値に制御することが可能となる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のサプライポンプに用いられる電磁弁装置７は、図１および図２に示したように、バルブ３１の摺動部３１Ｂを摺動自在に支持するバルブボデー３４の軸線方向の一端面（シート部３６よりも燃料流方向の下流側端面）に、シート部３６の周囲を半径方向に取り囲むように、つまりシート部３６周囲の近傍に大径バルブ室２１に連通する環状溝３９を形成して、この環状溝３９内に燃料圧力（高圧力または低圧力）を導入するように構成されている。

これによって、電磁弁装置７の開弁時には、バルブ３１の弁頭部３１Ａの当接部がシート部３６のシート面より離座して、バルブ３１の弁頭部３１Ａの当接部（外径面：円錐台形状のテーパ面）とバルブボデー３４のシート部３６のシート面（円錐台形状のテーパ面）との間にクリアランスが形成され、燃料吸入経路（燃料通路１９→小径バルブ室２０→クリアランス→大径バルブ室２１）が開放され、低圧燃料が燃料加圧室５内に吸入される。このとき、クリアランスを通過する燃料圧力によってバルブボデー３４のシート部３６のシート面（内径面）に低圧力が作用する。一方、バルブボデー３４のシート部３６周囲の近傍に環状溝３９を設けているので、大径バルブ室２１から環状溝３９内に導入された低圧力は、シート部３６のシート面に作用する低圧力の方向とは逆方向に環状溝３９からシート部３６（の外径面）へ向かって作用する。これにより、シート部３６の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対して、シート部３６の内径を半径方向の内径側に戻そうとする変形が生じるため、シート部３６の変形が相殺される。

また、電磁弁装置７の閉弁時には、バルブ３１の弁頭部３１Ａの当接部がシート部３６のシート面に着座して、燃料吸入経路（燃料通路１９→小径バルブ室２０→クリアランス→大径バルブ室２１）が閉塞される。このとき、プランジャ４がシリンダヘッド３の摺動孔１６内を上昇して燃料加圧室５内に導入された燃料が加圧されて高圧化される。このとき、大径バルブ室２１は、連通路２２を介して燃料加圧室５に常時連通しているため、大径バルブ室２１から環状溝３９内に導入された高圧力は、環状溝３９からシート部３６（の外径面）へ向かって作用する。これにより、シート部３６の内径を半径方向の内径側に窄めようとする変形が生じるが、バルブ３１の弁頭部３１Ａの当接部がシート部３６のシート面に着座しているため、その変形は抑えられる。あるいは、バルブ３１の弁頭部３１Ａの当接部とシート部３６のシート面との密着度が増すので、高圧シール性が向上し、高圧燃料が大径バルブ室２１から小径バルブ室２０側に漏洩することはない。

したがって、電磁弁装置７のバルブボデー３４のシート部３６の周囲を半径方向に取り囲むように、つまりシート部３６周囲の近傍に大径バルブ室２１に連通する環状溝３９を設けることにより、燃料圧力（高圧力または低圧力）の作用、非作用時のシート変形（シート部３６の変形）を抑えることができ、電磁弁装置７の閉弁後にバルブ３１の当接部とシート部３６のシート面との間に滑りが発生しないようになる。この結果、シート部３６の摩耗を抑えることができるので、シート部３６のシート面に段差が生じたり、削られたりすることはない。

すなわち、大径バルブ室２１に高圧力や低圧力が繰り返し作用しても、シート部３６のシート面に摩耗段差や摩耗傷が形成されないので、バルブ３１が閉弁固着することはない。このため、燃料吸入経路から燃料加圧室５内に所定の吸入燃料量の低圧燃料を吸入させることが可能となるので、サプライポンプに用いられる電磁弁装置７の耐久性や信頼性を向上することができる。また、電磁弁装置７の閉弁時に、燃料加圧室５内で昇圧した高圧燃料が大径バルブ室２１から小径バルブ室２０側に漏洩することはないので、電磁弁装置７の良好なシール性を長期間維持させることができる。これにより、燃料加圧室５内に吸入した低圧燃料を狙い通りの高圧（目標燃料圧力）となるように確実に昇圧させることができる。

また、本実施例のサプライポンプに用いられる吐出弁装置８は、図１および図３に示したように、バルブ４１の摺動部４１Ｂを摺動自在に支持するバルブシート４４の軸線方向の一端面（シート部４６よりも燃料流方向の下流側端面）に、シート部４６の周囲を半径方向に取り囲むように、つまりシート部４６周囲の近傍に大径バルブ室２５に連通する環状溝４９を形成して、この環状溝４９内に燃料圧力（高圧力または低圧力）を導入するように構成されている。

これによって、吐出弁装置８の開弁時には、バルブ４１の弁鍔部４１Ａの当接部がシート部４６のシート面より離座して、バルブ４１の弁鍔部４１Ａの当接部（外径面：円錐台形状のテーパ面）とバルブシート４４のシート部４６のシート面（円錐台形状のテーパ面）との間にクリアランスが形成され、燃料吐出経路（燃料通路２３→小径バルブ室２４→クリアランス→大径バルブ室２５）が開放され、燃料加圧室５内で昇圧された高圧燃料がコモンレール側に圧送される。このとき、クリアランスを通過する燃料圧力によってバルブシート４４のシート部４６のシート面（内径面）に高圧力が作用する。

一方、バルブシート４４のシート部４６周囲の近傍に環状溝４９を設けているので、大径バルブ室２５から環状溝４９内に導入された高圧力は、シート部４６のシート面に作用する高圧力の方向とは逆方向に環状溝４９からシート部４６（の外径面）へ向かって作用する。これにより、シート部４６の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対して、シート部４６の内径を半径方向の内径側に戻そうとする変形が生じるため、シート部４６の変形が相殺される。また、吐出弁装置８の開弁時にシート部４６の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形がないため、吐出弁装置８の閉弁時には、シート部４６の内径を半径方向の内径側に窄めようとする戻り（変形）は生じない。

したがって、吐出弁装置８のバルブシート４４のシート部４６の周囲を半径方向に取り囲むように、つまりシート部４６周囲の近傍に大径バルブ室２５に連通する環状溝４９を設けることにより、燃料圧力（高圧力または低圧力）の作用、非作用時のシート変形（シート部４６の変形）を抑えることができ、吐出弁装置８の閉弁後にバルブ４１の当接部とシート部４６のシート面との間に滑りが発生しないようになる。この結果、シート部４６の摩耗を抑制することができるので、シート部４６のシート面に段差が生じたり、削られたりすることはない。

すなわち、大径バルブ室２５に高圧力や低圧力が繰り返し作用しても、シート部４６のシート面に摩耗段差や摩耗傷が形成されないので、バルブ４１の弁鍔部４１Ａが摩耗段差に食い込んで固着し、燃料加圧室５内からコモンレール側へ高圧燃料を圧送させることができなくなることを防止できるので、吐出弁装置８の耐久性や信頼性を向上することができる。

また、吐出弁装置８の閉弁時に、燃料が小径バルブ室２４から大径バルブ室２５側に漏洩することはないので、吐出弁装置８の良好なシール性を長期間維持させることができる。これにより、燃料加圧室５内に吸入した低圧燃料を狙い通りの高圧（目標燃料圧力）となるように確実に昇圧させることができ、この燃料加圧室５内で昇圧した高圧燃料をコモンレール側に圧送供給することができる。この結果、インジェクタよりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料の噴射圧力が最適値となるので、エンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料噴射量が最適な噴射量となり、エミッションの向上を得ることができる。

図５および図６は本発明の実施例２を示したもので、図５はサプライポンプの全体構造を示した図である。

本実施例では、例えばコモンレール式燃料噴射システムに使用される燃料噴射ポンプ用逆止弁装置として、ポンプハウジング１に装着されたフィードポンプ３０から吸入調量弁（図示せず）を経由して燃料加圧室５内に燃料を吸入するための燃料吸入経路を開閉する低圧側の吸入弁装置９と、シリンダヘッド３の摺動孔１６内に摺動自在に保持されたプランジャ４の往復運動によって昇圧された燃料をコモンレール側（燃料噴射弁側）に圧送するための燃料吐出経路を開閉する高圧側の吐出弁装置４０とが設置されている。

本実施例の燃料噴射ポンプは、吸入調量弁より吸入弁装置９を経て複数の燃料加圧室５内に吸入される低圧燃料を加圧して高圧化すると共に、高圧化した高圧燃料を圧送供給する吸入燃料調量方式のサプライポンプである。このサプライポンプは、吸入弁装置９を一方の燃料加圧室５よりも図示上方側に設置し、他方の燃料加圧室５よりも図示下方側に設置している。また、吸入弁装置９は、それぞれの燃料加圧室５に対応して設置されている。なお、カムシャフト２の中間部外周には、エキセンカム５６が一体的に形成されており、エキセンカム５６を挟んで図示上下方向の対称位置に、２つのプランジャ４が配置されている。また、エキセンカム５６の外周には、カムリング５７がブッシュ５８を介して摺動自在に保持されている。カムリング５７には、プランジャ４と一体化されたプレート部材５９が、スプリング１２の付勢力によって押し付けられている。

ここで、吸入弁装置９は、図６に示したように、燃料加圧室５に連通する燃料吸入経路（燃料通路５１〜５３、小径バルブ室５４）を開閉するバルブ６１と、このバルブ６１を燃料吸入経路を閉塞する側（閉弁方向）に付勢するスプリング（バルブ付勢手段）６２と、これらを収容するハウジングとによって構成されている。本実施例の吸入弁装置９のハウジングは、スプリング６２を収容するスプリング室５５を形成するプラグ６３と、このプラグ６３の密着面とシリンダヘッド３の嵌合部との間に挟み込まれたバルブボデー６４とによって構成されている。

吸入弁装置９のバルブ６１は、バルブボデー６４のバルブ摺動孔６５内に軸線方向に往復移動自在に収容されている。本実施例のバルブ６１は、バルブボデー６４のシート部６６に着座、離座して燃料吐出経路を閉塞、開放する円錐形状の弁頭部６１Ａ、およびこの弁頭部６１Ａより軸線方向の図示上方側（または図示下方側：スプリング室側）に延長されて弁頭部６１Ａより内径の小さい摺動部６１Ｂ等を有している。また、スプリング６２は、本実施例ではコイルスプリングが使用され、バルブ６１と一体化されたシャフト６１Ｃの周囲に配されて、一端がＣリング６７に固定され、且つワッシャ６８を介して保持され、また、他端がバルブボデー６４の凹状の保持部に保持されている。

また、燃料通路５１〜５３および小径バルブ室５４内の燃料圧力にスプリング６２の付勢力を加えた合力が燃料加圧室５内の燃料圧力よりも低い状態では、バルブ６１が閉弁し、また、燃料通路５１〜５３および小径バルブ室５４内の燃料圧力にスプリング６２の付勢力を加えた合力が燃料加圧室５内の燃料圧力よりも大きくなると、バルブ６１が開弁する。これにより、吸入弁装置９は、シート部６６よりも燃料流方向の下流側（燃料加圧室側）から、シート部６６よりも燃料流方向の上流側への高圧燃料の逆流を防止する逆止弁機能を具備する逆止弁装置を構成する。また、バルブ６１の弁頭部６１Ａは、バルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部がバルブボデー６４のシート部６６より離脱した際に、シート部６６の内径面との間に燃料が通過するクリアランスを形成する。

バルブボデー６４は、例えば軸受鋼（ＳＵＪ２等）よりなる金属材料によって所定の円筒形状に形成されている。このバルブボデー６４は、プランジャ４のストローク方向の増大化を抑えるべく、大径バルブ室を兼ねる燃料加圧室５の図示上端側（または図示下端側）に組み付けられている。すなわち、プラグ６３をシリンダヘッド３にねじ締付軸力で締め付け固定した際に、シリンダヘッド３の密着面とプラグ６３の密着面との間に挟み込まれた状態で保持固定されている。このバルブボデー６４は、バルブ６１の弁頭部６１Ａを軸線方向の一端面より突出した状態で、バルブ６１の摺動部６１Ｂを摺動自在に支持するバルブ支持部材として機能するものである。また、バルブボデー６４は、バルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部が着座、離座する円環形状のシート部６６を有している。また、バルブボデー６４のシート部６６の内径面（円錐面、シート面）は、吸入弁装置９の閉弁時にバルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部が着座する弁座として機能する。この弁座は、吸入弁装置９の閉弁時におけるバルブ６１の閉弁方向（図示上方または図示下方）への移動を、バルブ６１の全閉位置にて規制するための規制面となる。

ここで、本実施例のバルブボデー６４には、シート部６６を半径方向に取り囲むように、つまりシート部６６周囲の近傍に、シート部６６よりも燃料流方向の下流側（図示下方側または図示上方側）に位置する燃料加圧室５に直接連通する環状溝（均圧室、環状空間）６９が形成されている。そして、環状溝６９は、シート部６６周囲の近傍のバルブボデー６４の軸線方向の一端面で開口している。この環状溝６９は、環状溝６９内に燃料加圧室５から燃料圧力を導入することで、シート部６６に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に環状溝６９からシート部６６に向かって燃料圧力が作用するように構成されている。なお、本実施例の環状溝６９は、バルブボデー６４の軸線方向の一端面からシート部６６の軸線方向の長さよりも深い位置に至るまで形成されている。これにより、環状溝６９は、シート部６６の外径側で、軸線方向で重なり合っている（オーバーラップしている）。

本実施例のバルブボデー６４のシート部６６は、小径バルブ室５４の軸線方向の一方側（図示下端側または図示上端側）の開口端を小径バルブ室５４の内径より円錐形状に拡径することで設けられている。これにより、シート部６６は、円錐台形状の内径面（シート面）を有し、内部に円錐台形状の中空部（弁孔）を形成する。また、シート部６６の外径面は、軸線方向に対して内径面の法線角度（テーパ角度）よりも急な法線角度（テーパ角度）を有する傾斜面（円錐状面）とされている。なお、本実施例では、シート部６６のシート面を円錐台形状としているが、小径バルブ室５４の内径と略同一径の円環状シートエッジとしても良い。また、小径バルブ室５４の内径よりも２段階以上に拡径される階段状シートエッジとしても良い。

以上の構成によって、吸入弁装置９の開弁時には、バルブ６１の弁頭部６１Ａとバルブボデー６４のシート部６６のシート面との間に形成されるクリアランスを経由して低圧燃料が燃料加圧室５内に吸入される。このとき、クリアランスを通過する燃料圧力によってバルブボデー６４のシート部６６のシート面に低圧力が作用する。一方、バルブボデー６４のシート部６６周囲の近傍に環状溝６９を設けているので、燃料加圧室５から環状溝６９内に導入された低圧力は、シート部６６のシート面に作用する低圧力の方向とは逆方向に環状溝６９からシート部６６（の外径面）へ向かって作用する。これにより、シート部６６の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対して、シート部６６の内径を半径方向の内径側に戻そうとする変形が生じるため、シート部６６の変形が相殺される。

また、プランジャ４がシリンダヘッド３の摺動孔１６内を上昇して燃料加圧室５内に導入された燃料が加圧されて高圧化されると、吸入弁装置９が閉弁する。このとき、燃料加圧室５から環状溝６９内に導入された高圧力は、環状溝６９からシート部６６（の外径面）へ向かって作用する。これにより、シート部６６の内径を半径方向の内径側に窄めようとする変形が生じるが、バルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部がシート部６６のシート面に着座しているため、その変形は抑えられる。あるいは、バルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部とシート部６６のシート面との密着度が増すので、高圧シール性が向上し、高圧燃料が燃料加圧室５から小径バルブ室５４側に漏洩することはない。

したがって、吸入弁装置９のバルブボデー６４のシート部６６の周囲を半径方向に取り囲むように、つまりシート部６６周囲の近傍に燃料加圧室５に連通する環状溝６９を設けることにより、燃料圧力（高圧力または低圧力）の作用、非作用時のシート変形（シート部６６の変形）を抑えることができ、吸入弁装置９の閉弁後にバルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部とシート部６６のシート面との間に滑りが発生しないようになる。この結果、シート部６６の摩耗を抑制することができるので、シート部６６のシート面に段差が生じたり、削られたりすることはない。

すなわち、燃料加圧室５に高圧力や低圧力が繰り返し作用しても、シート部６６のシート面に摩耗段差や摩耗傷が形成されないので、バルブ６１の弁頭部６１Ａが摩耗段差に食い込んで固着し、燃料加圧室５内に低圧燃料を吸入させることができなくなることを防止できるので、吸入弁装置９の耐久性や信頼性を向上することができる。また、吸入弁装置９の閉弁時に、燃料加圧室５内で昇圧した高圧燃料が燃料加圧室５から小径バルブ室５４側に漏洩することはないので、吸入弁装置９の良好なシール性を長期間維持させることができる。これにより、燃料加圧室５内に吸入した低圧燃料を狙い通りの高圧（目標燃料圧力）となるように確実に昇圧させることができる。

図７は本発明の実施例３を示したもので、図７はサプライポンプの全体構造を示した図である。

本実施例では、例えばコモンレール式燃料噴射システムに使用される燃料噴射ポンプ用逆止弁装置として、図示しないフィードポンプから燃料加圧室５内に燃料を吸入するための燃料吸入経路を開閉する低圧側の吸入弁装置９が設置されている。この吸入弁装置９のバルブボデー６４の軸線方向の一端面（シート部６６よりも燃料流方向の下流側端面）に、実施例２に示したように、シート部６６周囲の近傍に燃料加圧室５に連通する環状溝６９（図６参照）を形成して、この環状溝６９内に燃料圧力（高圧力または低圧力）を導入するように構成しても良い。

［変形例］
本実施例では、本発明の燃料噴射ポンプを、コモンレール式燃料噴射システムに使用されるサプライポンプに適用した例を説明したが、本発明の燃料噴射ポンプを、内燃機関用燃料噴射装置に使用される分配型燃料噴射ポンプまたは列型燃料噴射ポンプに適用しても良い。なお、ポンプエレメントの数、つまりプランジャやシリンダの本数は、１つでも、２つ以上でも良く、その数は任意である。また、電磁弁装置７、吐出弁装置８、吸入弁装置９等の弁装置の個数も、プランジャの本数に応じて、１つでも、２つ以上でも良く、その数は任意である。

本実施例では、電磁弁装置７のバルブボデー３４の軸線方向の一端面からシート部３６の軸線方向の長さよりも深い位置に環状溝３９の底壁面を形成することで、環状溝３９とシート部３６とが軸線方向でオーバーラップするようにしているが、バルブ３１の弁頭部３１Ａの当接部がシート部３６のシート面に当接する位置よりも奥側に環状溝３９の底壁面が位置していればシート部３６の小径バルブ室側端の位置より浅くても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

本実施例では、吐出弁装置８のバルブシート４４の軸線方向の一端面からシート部４６の軸線方向の長さよりも深い位置に環状溝４９の底壁面を形成することで、環状溝４９とシート部４６とが軸線方向でオーバーラップするようにしているが、バルブ４１の弁鍔部４１Ａの当接部がシート部４６のシート面に当接する位置よりも奥側に環状溝４９の底壁面が位置していればシート部４６の小径バルブ室側端の位置より浅くても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

本実施例では、吸入弁装置９のバルブボデー６４の軸線方向の一端面からシート部６６の軸線方向の長さよりも深い位置に環状溝６９の底壁面を形成することで、環状溝６９とシート部６６とが軸線方向でオーバーラップするようにしているが、バルブ６１の弁頭部６１Ａの当接部がシート部６６のシート面に当接する位置よりも奥側に環状溝６９の底壁面が位置していればシート部６６の小径バルブ室側端の位置より浅くても、実施例２、３と同様な効果を得ることができる。

サプライポンプの全体構造を示した断面図である（実施例１）。 （ａ）は電磁弁装置の主要構造を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）の要部の拡大図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）は吐出弁の主要構造を示した断面図である（実施例１）。 吐出弁装置の作動説明図である（実施例１）。 サプライポンプの全体構造を示した断面図である（実施例２）。 吸入弁装置の全体構造を示した断面図である（実施例２）。 サプライポンプの全体構造を示した断面図である（実施例３）。 （ａ）は電磁弁装置の主要構造を示した断面図で、（ｂ）は吐出弁装置の主要構造を示した断面図である（従来の技術）。 （ａ）〜（ｃ）は従来の吐出弁装置の作動説明図である。

符号の説明

１ ポンプハウジング
２ カムシャフト
３ シリンダヘッド（シリンダ）
４ プランジャ
５ 燃料加圧室（大径バルブ室）
７ 電磁弁装置（弁装置）
８ 吐出弁装置（弁装置、逆止弁装置）
９ 吸入弁装置（弁装置、逆止弁装置）
２０ 小径バルブ室
２１ 大径バルブ室
２４ 小径バルブ室
２５ 大径バルブ室
３１ 電磁弁装置のバルブ
３２ アーマチャ
３４ 電磁弁装置のバルブボデー（弁装置のハウジング、バルブシート、バルブ支持部材）
３５ バルブボデーのバルブ摺動孔（軸方向孔）
３６ 電磁弁装置のシート部（弁装置のシート部）
３９ 環状溝（バルブボデーの環状空間、均圧室）
４１ 吐出弁装置のバルブ
４２ 吐出弁装置のスプリング（バルブ付勢手段）
４４ 吐出弁装置のバルブシート（弁装置のハウジング、バルブ支持部材）
４６ 吐出弁装置のシート部（弁装置のシート部）
４９ 環状溝（バルブシートの環状空間、均圧室）
５４ 小径バルブ室
６１ 吸入弁装置のバルブ
６４ 吸入弁装置のバルブボデー（弁装置のハウジング、バルブシート、バルブ支持部材）
３１Ａ 弁頭部（弁鍔部）
３１Ｂ 摺動部
４１Ａ 弁鍔部
４１Ｂ 摺動部
６１Ａ 弁頭部（弁鍔部）
６１Ｂ 摺動部

Claims (10)

1. 内部に吸入した低圧燃料を加圧して高圧化する加圧室、およびこの加圧室に連通する燃料通路を有し、
   前記加圧室内で昇圧した高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に圧送供給する燃料噴射ポンプに用いられる弁装置であって、
   （ａ）軸線方向に往復移動することで前記燃料通路を開閉する円錐台形状のテーパ面を有するバルブと、
   （ｂ）このバルブが着座、離座する環状のシート部を有するハウジングと
   を備えた燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記ハウジングは、前記シート部を半径方向に取り囲むように、しかも前記加圧室または前記燃料通路に連通する環状空間を有しており、
   前記環状空間は、前記軸線方向に、前記シート部の前記軸線方向の長さよりも深い位置に至るまで設けられており、
   さらに、前記環状空間に前記加圧室または前記燃料通路の燃料が導入され、前記シート部に作用する前記燃料の圧力の方向に対して逆方向に前記環状空間から前記シート部に向かって前記燃料の圧力が作用することを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
2. 請求項１に記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記環状空間は、前記加圧室または前記燃料通路のうちの前記シート部よりも燃料流方向の下流側または上流側に連通する均圧室であって、
   前記均圧室内に前記加圧室または前記燃料通路から燃料を導入することで、前記シート部に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に前記均圧室から前記シート部に向かって燃料圧力が作用するように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記バルブは、前記シート部に着座、離座して前記燃料通路を閉塞、開放する弁鍔部、およびこの弁鍔部より軸線方向に延長された摺動部を有していることを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
4. 請求項３に記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記バルブと前記ハウジングとの間には、前記弁鍔部が前記シート部より離脱した際に燃料が通過するクリアランスが形成されており、
   前記ハウジングの内部には、前記弁鍔部を往復移動自在に収容する大径バルブ室と前記摺動部を往復移動自在に収容する小径バルブ室とが形成されていることを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記ハウジングは、前記シート部より前記弁鍔部を突出した状態で、前記摺動部を摺動自在に支持する筒状のバルブ支持部材を有し、
   前記バルブ支持部材は、前記摺動部が摺動するバルブ摺動孔を有し、
   前記シート部は、前記バルブ摺動孔の軸線方向の開口端を前記バルブ摺動孔の内径よりも拡径することで設けられており、
   前記環状空間は、前記シート部周囲の近傍の前記バルブ支持部材の軸線方向の一端面で開口する環状溝であって、
   前記環状溝内に前記加圧室または前記燃料通路から燃料を導入することで、前記シート部に作用する燃料圧力の方向に対して逆方向に前記環状溝から前記シート部に向かって燃料圧力が作用するように構成したことを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記弁装置は、コイルに発生する電磁起磁力によって、前記バルブに一体化されたアーマチャを軸線方向の一方側に吸引する電磁弁装置に適用されており、
   前記電磁弁装置は、前記加圧室内に吸入される燃料吸入量、あるいは前記加圧室内から吐出される燃料吐出量を制御することを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
7. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記弁装置は、前記加圧室内から前記燃料通路を経由して高圧燃料を圧送させるための吐出弁装置に適用されており、
   前記吐出弁装置は、前記バルブを前記燃料通路を閉塞する側に付勢するバルブ付勢手段を有していることを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
8. 請求項７に記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記吐出弁装置は、前記シート部よりも燃料流方向の下流側から、前記シート部よりも燃料流方向の上流側および前記加圧室側への高圧燃料の逆流を防止する逆止弁機能を有していることを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
9. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
   前記弁装置は、前記加圧室内に前記燃料通路を経由して低圧燃料を吸入させるための吸入弁装置に適用されており、
   前記吸入弁装置は、前記バルブを前記燃料通路を閉塞する側に付勢するバルブ付勢手段を有していることを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。
10. 請求項９に記載の燃料噴射ポンプ用弁装置において、
    前記吸入弁装置は、前記加圧室側および前記シート部よりも燃料流方向の下流側から、前記シート部よりも燃料流方向の上流側への低圧燃料の逆流を防止する逆止弁機能を有していることを特徴とする燃料噴射ポンプ用弁装置。

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