JP4318730B2 - 高圧燃料ポンプ - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による高圧燃料ポンプを図2に示す。高圧燃料ポンプ10は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジンのインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプである。
電磁駆動部50は、コイル51、固定コア52、可動コア53、磁性部材54、フランジ55、第一弾性部材としてのスプリング56およびニードル57を有している。コイル51は、樹脂製のスプール58に巻かれており、通電することにより磁界を発生する。固定コア52は、磁性材料から形成されている。固定コア52は、コイル51および磁性部材54の内周側に収容されている。可動コア53は、磁性材料から形成されている。可動コア53は、固定コア52と対向して配置されている。可動コア53は、非磁性材料から形成されている筒部材59の内周側に軸方向へ往復移動可能に収容されている。筒部材59は、可動コア53を収容するとともに、固定コア52とフランジ55との間の磁気的な短絡を防止する。固定コア52と可動コア53との間には、スプリング56が設けられている。スプリング56は、可動コア53を固定コア52とは反対側へ押し付けている。また、スプリング56が可動コア53を押し付ける力は、スプリング43が弁部材41を押し付ける力よりも大きい。これにより、コイル51に通電していないとき、固定コア52と可動コア53とは互いに離れている。
(1)吸入行程
プランジャ13が図2の下方へ移動するとき、コイル51への通電は停止されている。そのため、弁部材41は、電磁駆動部50のスプリング56から力を受けている可動コア53と一体のニードル57により加圧室113側へ押し付けられている。その結果、弁部材41は、ガイド部材30の弁座部32から離座している。また、プランジャ13が図2の下方へ移動するとき、加圧室113の圧力は低下する。そのため、弁部材41が孔部34側の燃料から受ける力は、加圧室113側の燃料から受ける力よりも大きくなる。これにより、弁部材41には弁座部32から離座する方向へ力が加わり、弁部材41は弁座部32から離座する。弁部材41は、筒部45の底部44とは反対側がストッパ42に接するまで移動する。弁部材41が弁座部32から離座することにより、燃料室16は、導入通路111、通孔部151、孔部34、接続燃料通路81および吸入通路112を経由して加圧室113に連通する。したがって、燃料室16の燃料は、加圧室113に吸入される。また、このとき、弁部材41は、ストッパ42と接することにより、筒部45の底部44とは反対側の端部がストッパ42で塞がれている。
プランジャ13が下死点から上死点に向かって上昇するとき、加圧室113の燃料の圧力は上昇し、弁部材41には加圧室113側の燃料から弁座部32に着座する方向へ力が加わる。しかし、コイル51に通電していないとき、ニードル57はスプリング56の押し付け力により、弁座部32よりも加圧室113側へ突出している。そのため、弁部材41は、ニードル57によって弁座部32側への移動が規制される。また、弁部材41は、底部44と反対側がストッパ42によって塞がれている。そのため、加圧室113で加圧された燃料は、底部44への衝突が緩和される。その結果、コイル51への通電が停止されている間、弁部材41は弁座部32から離間した状態を維持する。これにより、プランジャ13の上昇によって加圧室113で加圧された燃料は、燃料室16から加圧室113へ吸入される場合と逆に、吸入通路112、接続燃料通路81、孔部34、通孔部151および導入通路111を経由して燃料室16へ戻される。
戻し行程の途中にコイル51へ通電すると、コイル51に発生した磁界により、固定コア52、磁性部材54、フランジ55および可動コア53に磁気回路が形成される。これにより、互いに離間している固定コア52と可動コア53との間には磁気吸引力が発生する。固定コア52と可動コア53との間に発生する磁気吸引力がスプリング56の押し付け力よりも大きくなると、可動コア53は固定コア52側へ移動する。そのため、可動コア53と一体のニードル57も、固定コア52側へ移動する。ニードル57が固定コア52側へ移動すると、弁部材41とニードル57とは離間し、弁部材41はニードル57から力を受けない。その結果、弁部材41は、スプリング43の押し付け力によって弁座部32側へ移動する。
なお、加圧室113の燃料の圧力が所定値まで上昇したとき、コイル51への通電は停止してもよい。加圧室113の燃料の圧力が上昇すると、弁部材41が弁座部32から離座する方向へ受ける力よりも、加圧室113側の燃料によって弁座部32へ着座する方向へ受ける力が大きくなる。そのため、コイル51への通電を停止しても、弁部材41は加圧室113側の燃料から受ける力によって弁座部32への着座状態を維持する。このように、所定の時期にコイル51への通電を停止することにより、電磁駆動部50の消費電力を低減することができる。
以上説明した第1実施形態では、筒状の弁部材41の端部すなわち筒部45の底部44とは反対側の端部をストッパ42が塞いでいる。つまり、弁部材41が弁座部32から離間しているとき、弁部材41はストッパ42と接することにより移動が制限される。このとき、弁部材41の筒部45は、底部44とは反対側の端部がストッパ42によって塞がれている。そのため、戻し行程において加圧室113から燃料室16へ燃料が戻されるとき、加圧室113で圧力が上昇した燃料は筒部45の底部44とは反対側の開口部から筒部45の内側に流入しない。これにより、加圧室113から流入した燃料の底部44への衝突が緩和され、戻し行程における燃料の流れによって弁部材41が弁座部32側へ押し込まれることがない。その結果、弁部材41が弁座部32から離座した状態を維持するためにニードル57を経由して弁部材41を押し付けるスプリング56の押し付け力は低減される。したがって、スプリング56の大型化、およびスプリング56の大型化にともなう電磁駆動部50の大型化を抑制することができる。また、スプリング56の大型化を抑制することにより、電磁駆動部50の出力が低減可能である。したがって、電磁駆動部50の消費電力を低減することができる。
本発明の第2実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図3に示す。
第2実施形態では、弁部材およびストッパの形状が第1実施形態と異なっている。第2実施形態では、図3に示すように弁部材91は板状に形成されている。一方、ストッパ92は、底部94および筒部95を有する筒状に形成されている。ストッパ92は、筒部95の加圧室113側の端部に底部94を有している。筒部95は、底部94とは反対側の端部が弁部材91に接する。弁部材91は、ストッパ92の筒部95と接することにより、弁座部32から離座したときの移動が規制される。ストッパ92の外径は、ガイド部材30の内径よりも小さい。これにより、ストッパ92の筒部95の外周側には、接続燃料通路81が形成される。また、弁部材91は、ガイド部材30によって軸方向の移動が案内される。スプリング93は、軸方向の一方の端部が弁部材91に接し、他方の端部がストッパ92の底部94に接している。
本発明の第3実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図4に示す。
第3実施形態は、第1実施形態の変形である。第1実施形態で説明したように、弁部材41が弁座部32から離座しているとき、弁部材41は底部44とは反対側の端部がストッパ42によって塞がれている。そのため、加圧室113から戻される燃料の流れと弁部材41の底部44との衝突が緩和され、燃料の流れによる弁部材41の弁座部32側への押し戻しが低減される。
本発明の第4実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図5に示す。
第4実施形態は、第2実施形態の変形である。第2実施形態で説明したように、弁部材91が弁座部32から離座しているとき、弁部材91はストッパ92の筒部95と接している。そのため、加圧室113から戻される燃料の流れと弁部材91との衝突が緩和され、燃料の流れによる弁部材91の弁座部32側への押し戻しが低減される。
本発明の第5実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図6に示す。
第5実施形態は、第1実施形態の変形である。第1実施形態で説明したように、弁部材41が弁座部32から離座しているとき、弁部材41は底部44とは反対側の端部がストッパ42によって塞がれている。そのため、加圧室113から戻される燃料の流れと弁部材41の底部44との衝突が緩和され、燃料の流れによる弁部材41の弁座部32側への押し戻しが低減される。
また、第5実施形態では、第3実施形態で示したように弁部材41またはストッパ42に連通路46を形成してもよい。これにより、第5実施形態においても、第3実施形態による効果と同様の効果を得ることができる。
本発明の第6実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図8に示す。
第6実施形態は、第5実施形態の変形である。第6実施形態では、第5実施形態と同様に、弁部材41が弁座部32から離座しているとき、弁部材41は底部44とは反対側の端部がストッパ42によって塞がれている。そのため、加圧室113から戻される燃料の流れと弁部材41の底部44との衝突が緩和され、燃料の流れによる弁部材41の弁座部32側への押し戻しが低減される。
また、第6実施形態では、第3実施形態で示したように弁部材41またはストッパ42に連通路46を形成してもよい。これにより、第6実施形態においても、第3実施形態による効果と同様の効果を得ることができる。
本発明の第7実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図9に示す。
第7実施形態は、第2実施形態と第5実施形態とを組み合わせた形態である。第7実施形態では、弁部材の形状は第2実施形態と同様である。一方、ストッパの形状は第2実施形態と異なっている。第7実施形態では、ストッパ92は、第2実施形態と同様に底部94および筒部95を有する筒状に形成されている。さらに、ストッパ92は、第5実施形態のストッパ42と同様に、底部94の弁部材91とは反対側に突出部921を有している。突出部921は、底部94のほぼ中心から弁部材91とは反対側へ突出しており、軸方向の途中に溝部922が形成されている。
また、第7実施形態では、第4実施形態で示したように弁部材91またはストッパ92に連通路96を形成してもよい。これにより、第7実施形態においても、第4実施形態による効果と同様の効果を得ることができる。
本発明の第8実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図10に示す。
第8実施形態は、第2実施形態と第6実施形態とを組み合わせた形態である。第8実施形態では、ストッパ92の底部94の外径は筒部95の外径よりも大きい。すなわち、ストッパ92の底部94は、筒部95よりも径方向外側へ延出するつば部941を有している。つば部941の弁部材91側の端面は、ガイド部30の段差部37に接している。
また、第8実施形態においても、第6実施形態と同様に弾性部材310の代わりに図8(B)、図8(C)、図8(C´)、図7(C)および図7(D)に示すような弾性部材320、弾性部材330、弾性部材331、弾性部材340または弾性部材350を用いてもよく、ストッパ92を弁部材91の方向へ付勢する弾性部材であればどのような形状のものを用いてもよい。
また、第8実施形態においても、第4実施形態で示したように弁部材91またはストッパ92に連通路96を形成してもよい。
本発明の第9実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図11に示す。
第9実施形態は、第5実施形態の変形である。第9実施形態では、弾性部材310の開口部311は、突出部421の溝部422の弁部材41側に位置している。また、開口部311の内径は、突出部421の外径とほぼ同一またはやや大きく設定されている。突出部421の溝部422には、第二係止部材としての係止部材423が嵌め込まれている。係止部材423は、略円環状に形成されており、外径が突出部421の外径よりも大きい。弾性部材310は、軸方向へ伸びる力を有している。
本発明の第10実施形態による高圧燃料ポンプの要部を図12に示す。
第10実施形態は、第6実施形態の変形である。第10実施形態では、弾性部材310の弁部材41側の端部は、第6実施形態と同様にガイド部材30の弁座部32とは反対側の端部に溶接などによって固定されている。第10実施形態では、弾性部材310の開口部311は、突出部421の溝部422の弁部材41とは反対側に位置している。また、開口部311の内径は、突出部421の外径とほぼ同一またはやや大きく設定されている。突出部421の溝部422には、係止部材としての係止部材423が嵌め込まれている。係止部材423は、略円環状に形成されており、外径が突出部421の外径よりも大きい。弾性部材310は、軸方向へ縮む力を有しており、弁部材41側の端部はガイド部材30の弁座部32とは反対側の端部に固定されている。
以上説明した複数の実施形態では、ハウジング本体11の内部にガイド部材30を固定する例について説明した。しかし、ガイド部材30を廃止し、ハウジング本体11で直接弁部材41、91の移動を案内する構成としてもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
Claims (10)
- 燃料が加圧される加圧室、および前記加圧室へ燃料を導く燃料通路を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記燃料通路の途中に設けられている弁座部と、
前記加圧室と前記燃料通路との間に設けられ、前記弁座部に着座または前記弁座部から離座することにより前記燃料通路と前記加圧室との間の燃料の流れを断続し、前記弁座部に着座可能な底部および前記底部から前記弁座部とは反対側に円筒状に設けられる筒部を有し、前記筒部の外周側と前記ハウジングとの間に前記加圧室と前記燃料通路とを接続する接続燃料通路を形成する弁部材と、
前記弁部材の前記弁座部とは反対側の端部に接して前記弁部材の前記弁座部とは反対側への移動を規制し、前記弁部材と接することにより前記筒部の前記底部とは反対側の端部の開口を塞ぐストッパと、
燃料の流れ方向において前記弁部材の上流側に設けられ、前記弁部材に力を加えるニードル、前記ニードルを経由して前記弁部材を前記弁座部から離座する方向へ押し付ける第一弾性部材、および前記ニードルを前記弁部材とは反対側へ吸引するコイル部を有し、前記弁部材を駆動する電磁駆動部と、を備え、
前記ストッパは、前記加圧室から前記燃料通路へ燃料が戻されるとき、前記筒部の反底部側端面に接した状態となるように設けられていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。 - 前記弁部材は、前記接続燃料通路と前記筒部の内側とを前記弁部材の径方向へ連通する連通路を有する請求項1記載の高圧燃料ポンプ。
- 前記ストッパは、前記接続燃料通路と前記筒部の内側とを前記弁部材の径方向へ連通する連通路を有する請求項1記載の高圧燃料ポンプ。
- 燃料が加圧される加圧室、および前記加圧室へ燃料を導く燃料通路を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記燃料通路の途中に設けられている弁座部と、
前記加圧室と前記燃料通路との間に設けられ、前記弁座部に着座または前記弁座部から離座することにより前記燃料通路と前記加圧室との間の燃料の流れを断続する板状の弁部材と、
前記弁部材の前記弁座部とは反対側の端部に接して前記弁部材の前記弁座部とは反対側への移動を規制し、前記弁部材の前記弁座部とは反対側の端部に接する筒部、および前記筒部の前記弁部材とは反対側の端部を塞ぐ底部を有し、前記筒部の外周側と前記ハウジングとの間に前記加圧室と前記燃料通路とを接続する接続燃料通路を形成するストッパと、
燃料の流れ方向において前記弁部材の上流側に設けられ、前記弁部材に力を加えるニードル、前記ニードルを経由して前記弁部材を前記弁座部から離座する方向へ押し付ける第一弾性部材、および前記ニードルを前記弁部材とは反対側へ吸引するコイル部を有し、前記弁部材を駆動する電磁駆動部と、を備え、
前記ストッパは、前記加圧室から前記燃料通路へ燃料が戻されるとき、前記筒部の反底部側端面が前記弁部材に接した状態となるように設けられていることを特徴とする高圧燃料ポンプ。 - 前記弁部材は、前記接続燃料通路と前記筒部の内側とを前記弁部材の径方向へ連通する連通路を有する請求項4記載の高圧燃料ポンプ。
- 前記ストッパは、前記接続燃料通路と前記筒部の内側とを前記弁部材の径方向へ連通する連通路を有する請求項4記載の高圧燃料ポンプ。
- さらに第一係止部材と、第二弾性部材とを備え、
前記第一係止部材は、前記ストッパの前記弁部材とは反対側において前記ハウジングの内壁に固定され、
前記第二弾性部材は、前記ストッパの前記弁部材とは反対側に設けられ、前記ストッパを前記弁部材とは反対側へ付勢することによって前記ストッパを前記第一係止部材に係止する請求項1から6のいずれか一項記載の高圧燃料ポンプ。 - さらに第二弾性部材を備え、
前記筒部の外周側において前記ハウジングの内壁に段差部が形成され、
前記第二弾性部材は、前記ストッパの前記弁部材とは反対側に設けられ、前記ストッパを前記弁部材側へ付勢することによって前記ストッパを前記段差部に係止する請求項1から6のいずれか一項記載の高圧燃料ポンプ。 - さらに第二係止部材を備え、
前記第二係止部材は、前記ストッパの前記弁部材とは反対側に設けられ、前記第二弾性部材の前記弁部材とは反対側の端部を係止する請求項7記載の高圧燃料ポンプ。 - さらに係止部材を備え、
前記係止部材は、前記ストッパの前記弁部材とは反対側に設けられ、前記第二弾性部材の前記弁部材とは反対側の端部を係止する請求項8記載の高圧燃料ポンプ。
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