JP5577269B2 - 高圧ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に用いられる高圧ポンプに関する。

従来、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられ、燃料を加圧する高圧ポンプが知られている。燃料タンクから高圧ポンプの供給通路に供給された燃料は、高圧ポンプの備えるプランジャの下降により加圧室に吸入され、プランジャの上昇により加圧圧送される。
高圧ポンプの加圧室に燃料を供給する供給通路を吸入弁が開閉する。吸入弁はプランジャが下死点から上死点に移動する途中まで供給通路を開放する。これにより、加圧室に吸入された燃料の一部が供給通路に排出される。また、吸入弁はプランジャが下死点から上死点に移動する途中で供給通路を閉塞する。これにより、高圧ポンプから内燃機関に適切な量の燃料が加圧圧送される。

特許文献１では、供給通路内に設けられた筒状の弁ボディの内側に吸入弁（特許文献１では「可動子６６」）が設けられている。吸入弁は、外径が弁ボディの内径より僅かに小さく形成され、径方向の移動が制限されている（特許文献１の図２〜図４参照）。
特許文献２では、吸入弁（特許文献２では「吸入弁５」）の電磁駆動部側に凹部が設けられ、この凹部に電磁駆動部側から延びるニードル（特許文献２では「係合部材２０１」）が係合している。これにより、吸入弁の径方向の移動が制限されている（特許文献２の図１３参照）。

特許第４４８９９５１号公報 特開２００９−２０３９８７号公報

しかしながら、特許文献１では、吸入弁の外径を大きく形成することで、吸入弁の重量が増加する。このため、吸入弁が弁座に着座するときの音が大きくなり、高圧ポンプの作動音が大きくなることが懸念される。
また、吸入弁の外径を大きく形成することで、吸入弁の径方向の外壁と弁ボディの径方向の内壁との間に形成される流路の断面積が小さくなる。このため、供給通路を流れる燃料の圧力損失が大きくなり、加圧室への燃料の吸入効率が低下する。したがって、高圧ポンプのポンプ効率が悪化するおそれがある。
特許文献２では、吸入弁に凹部を設けることで、吸入弁の肉厚が薄くなり、吸入弁の強度が低下するおそれがある。吸入弁に一定の強度を得るため、吸入弁の肉厚を厚くすれば、吸入弁の重量が増加することが懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加圧室に燃料を供給する供給通路を開閉する吸入弁を軽量にすることの可能な高圧ポンプを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明によると、高圧ポンプは、プランジャ、ポンプボディ、吸入弁、ストッパ、電磁駆動部、付勢手段、外側ガイド部及び摺接部を備える。
ポンプボディは、プランジャの往復移動により燃料が加圧される加圧室、および加圧室に燃料を導く供給通路を有する。供給通路内に形成される弁座に着座することで供給通路を閉塞し、弁座から離座することで供給通路を開放する。吸入弁の加圧室側にストッパが設けられる。電磁駆動部は、吸入弁をストッパ側または弁座側に押圧し、または吸入弁に与える押圧力を制御可能である。ストッパの吸入弁側に設けられた収容室に付勢手段が収容され、吸入弁を弁座側に付勢する。
外側ガイド部は、吸入弁の軸方向ストッパ側端面の外周側に環状に設けられ、縦断面視においてストッパ側が細いテーパ状に形成される。摺接部は、ストッパの吸入弁側の端面に環状に設けられ、外側ガイド部のテーパ状の箇所に沿って摺接可能な斜面状である。
外側ガイド部と摺接部とが摺接することで、吸入弁を径方向に位置決めすることが可能になる。したがって、吸入弁は供給通路を確実に閉塞することができる。

請求項２に係る発明によると、弁座は、縦断面視において吸入弁側が細いテーパ状または曲面状である。
これにより、弁座と吸入弁とが当接するときの面圧が高くなり、燃料に含まれる異物を噛み切ることが可能になる。このため、吸入弁は、弁座に確実に着座し、供給通路を閉塞することができる。

請求項３に係る発明によると、弁座は、縦断面視におけるテーパの角度または縦断面視における曲率半径が、吸入弁が弁座に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きい。
これにより、弁座と吸入弁とが当接するときに流体抵抗が作用するので、衝突音が低減される。したがって、吸入弁が弁座に当接するときの異物の噛み切り効果と、音の低減を両立することができる。

請求項４に係る発明によると、吸入弁の弁座側の端面に設けられ、弁座に当接可能な弁シートは、縦断面視において弁座側が細いテーパ状または曲面状である。
これにより、弁座と吸入弁とが当接するとき、燃料に含まれる異物を噛み切ることが可能になる。

請求項５に係る発明によると、吸入弁の弁シートは、縦断面視におけるテーパの角度が、吸入弁が弁座に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きい。
これにより、吸入弁が弁座に当接するときの異物の噛み切り効果と、音の低減を両立することができる。

請求項６に係る発明によると、吸入弁の外径は、ストッパの外径よりも小さい。
これにより、高圧ポンプの調量行程において、加圧室から供給通路に排出される燃料の動圧が吸入弁に作用することを抑制することができる。このため、吸入弁が自閉する力を低減し、吸入弁の自閉限界を高めることができる。したがって、ニードルが吸入弁をストッパ側に押圧する力を軽減することが可能になるので、電磁駆動部の体格を小型化し、作動音を低減することができる。
また、吸入弁の径方向外側に形成される流路の断面積を大きくすることが可能になる。このため、供給通路を流れる燃料の圧力損失が低減され、加圧室への燃料の吸入効率を向上することができる。

請求項７に係る発明によると、高圧ポンプは、電磁駆動部と吸入弁との間に設けられ、電磁駆動部の押圧力を吸入弁に伝達するニードルを備える。吸入弁は、軸方向のニードル側の端面に、縦断面視においてニードル側の内径が大きい逆テーパ状または曲面状の案内溝を有する。吸入弁とニードルとが当接するとき、ニードルが吸入弁の案内溝に嵌合することで、吸入弁の径方向の移動が制限される。
案内溝を吸入弁の軸方向ニードル側の端面に設け、案内溝により吸入弁の径方向の移動を制限することで、吸入弁の外径を小さくし、かつ、軸方向の肉厚を薄くすることが可能になる。
また、吸入弁の外径を小さく形成することで、吸入弁の径方向外側に形成される流路の断面積を大きくすることが可能になる。このため、供給通路を流れる燃料の圧力損失が低減され、加圧室への燃料の吸入効率を向上することができる。

本発明の第１実施形態による高圧ポンプの断面図である。 本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁部と電磁駆動部の断面図である。 本発明の第１実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。 本発明の第２実施形態による高圧ポンプの吸入弁部と電磁駆動部の断面図である。 本発明の第２実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。 本発明の第３実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。 本発明の第４実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。 本発明の第５実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。 図８のＩＸ部分の拡大図である。 本発明の第６実施形態による高圧ポンプの吸入弁と弁座の拡大図である。 本発明の第７実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。 本発明の第８実施形態による高圧ポンプの吸入弁部の要部断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による高圧ポンプを図１〜図３に示す。本実施形態の高圧ポンプ１０は、内燃機関に燃料を供給する燃料供給系統に設けられる。燃料タンクから汲み上げられた燃料は、高圧ポンプ１０により加圧され、デリバリパイプに蓄圧される。そしてデリバリパイプに接続するインジェクタから内燃機関の各気筒に噴射供給される。

高圧ポンプ１０は、ポンプボディ１１、プランジャ１３、ダンパ室２０１、吸入弁部３０、電磁駆動部７０及び吐出弁部９０などを備えている。
ポンプボディ１１とプランジャ１３について説明する。
ポンプボディ１１には、円筒状のシリンダ１４が設けられている。シリンダ１４には、プランジャ１３が軸方向に往復移動可能に収容されている。プランジャ１３は、シリンダ１４の深部に形成された加圧室１２１に臨むように設けられている。プランジャ１３の加圧室１２１と反対側の端部１７は、スプリング座１８と結合している。スプリング座１８とオイルシールホルダ２５との間には、スプリング１９が設けられている。このスプリング１９の弾性力により、スプリング座１８は図示しないエンジンのカムシャフトの方向へ付勢される。これにより、プランジャ１３は、図示しないタペットを介してカムシャフトのカムと接することで軸方向に往復移動する。プランジャ１３の往復移動により、加圧室１２１の容積が変化することで燃料が吸入、加圧される。

次に、ダンパ室２０１について説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の反対側に突出する筒状の筒部２０５が設けられている。筒部２０５に有底筒状のカバー２００が被さることで、ダンパ室２０１が形成される。
ダンパ室２０１には、パルセーションダンパ２１０、第１支持部材２１１、第２支持部材２１２及び波ばね２１３が収容されている。
パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムから構成され、内部に所定圧の気体が密封されている。パルセーションダンパ２１０は、２枚の金属ダイアフラムがダンパ室２０１の圧力変化に応じて弾性変形することで、ダンパ室２０１の燃圧脈動を低減する。

第１支持部材２１１と第２支持部材２１２は、筒状に形成され、パルセーションダンパ２１０を上下から挟持している。第１支持部材２１１は、ダンパ室２０１の底に設けられた溝部１１０に嵌入している。これにより、第１支持部材２１１は、径方向の移動が制限される。
波ばね２１３は、第２支持部材２１２とカバー２００との間に設けられている。波ばね２１３は、第２支持部材２１２を溝部１１０側に押圧している。これにより、第２支持部材２１２、パルセーションダンパ２１０及び第１支持部材２１１がダンパ室２０１内に固定される。
第１支持部材２１１は、径方向に燃料を通す孔を有している。これにより、第１支持部材２１１の内側と外側とを燃料が流れる。

ダンパ室２０１は、図示しない燃料通路を通じて図示しない燃料入口と連通している。この燃料入口には図示しない燃料タンクから燃料が供給される。したがって、ダンパ室２０１は、燃料入口から燃料通路を通じて燃料タンクの燃料が供給される。

続いて、吸入弁部３０について図２及び図３を参照して説明する。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に凹部１５が設けられている。凹部１５の開口をガイド部材７５と接続部材７６とが覆うことで、ダンパ室２０１から加圧室１２１までの供給通路１００が区画される。その区画された供給通路１００に、吸入弁部３０を構成する弁ボディ３１、吸入弁４０、ストッパ５０、ニードル６０および付勢手段としての第１スプリング２１などが設けられている。

弁ボディ３１は、筒状に形成され、供給通路１００の内壁に固定されている。弁ボディ３１は、径方向に通じる流通口３２を有している。その流通口３２を通じて、ダンパ室２０１に通じる通路と弁ボディ３１の内側の内流路３３とが連通している。弁ボディ３１は、軸方向の加圧室１２１側に弁座３４を有している。弁座３４は、軸方向弁ボディ３１側に環状に突出している。また、弁ボディ３１は、弁座３４の径方向外側で軸方向加圧室１２１側に延びる筒状の薄肉部３５を有している。薄肉部３５の軸方向加圧室１２１側の端面はストッパ５０に当接している。

ストッパ５０は、弁ボディ３１の加圧室１２１側で、ポンプボディ１１の段差１２に固定されている。ストッパ５０は、吸入弁４０の加圧室１２１側（開弁方向）の移動を規制する。ストッパ５０の径外方向の外壁には、切欠部５１が周方向に複数個所設けられている。切欠部５１と供給通路１００の内壁との間に形成された外流路１０２を燃料が流通可能である。
ストッパ５０は、吸入弁４０側に開口する収容室５２を有している。また、ストッパ５０は、収容室５２から径方向に延び、収容室５２と外流路１０２とを連通する連通路５３を有している。
収容室５２には、第１スプリング２１が収容されている。第１スプリング２１は、吸入弁４０を弁座３４側（閉弁方向）へ付勢している。

吸入弁４０は、略円盤状に形成され、弁ボディ３１の薄肉部３５の径方向内側で、弁座３４の加圧室１２１側に設けられる。吸入弁４０は、弁座３４に着座することで供給通路１００を閉塞し、弁座３４から離座することで供給通路１００を開放する。吸入弁４０は、その外径がストッパ５０の切欠部５１の外径よりも小さく形成されている。
吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面から収容室５２側に延びる円柱状のガイド部４１を備えている。ガイド部４１は、吸入弁４０と一体で形成されている。ガイド部４１は、その外径が第１スプリング２１の内径より僅かに小さく形成されている。第１スプリング２１は、ガイド部４１に係止されている。
ガイド部４１は、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離Ａと、ガイド部４１の軸方向の長さＢとの関係が、Ａ＜Ｂ となるように形成されている。これにより、ガイド部４１は、吸入弁４０の開弁状態及び閉弁状態において、収容室５２の径方向内側に位置する。このため、ガイド部４１は、吸入弁４０の径方向の移動を制限するとともに、吸入弁４０が弁座３４から脱落することを防ぐ。

吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面の外周側に環状の外側ガイド部４２を備えている。外側ガイド部４２は、吸入弁４０と一体で形成されている。外側ガイド部４２は、縦断面視において、ストッパ５０側が細いテーパ状に形成されている。
ストッパ５０は、吸入弁４０側の端面に、外側ガイド部４２に摺接可能な摺接部５４を備えている。摺接部５４は、外側ガイド部４２の径方向外側に設けられている。ストッパ５０と摺接部５４とは一体で形成されている。吸入弁４０が開弁方向へ移動するとき、吸入弁４０の外側ガイド部４２とストッパ５０の摺接部５４とが摺接することで、吸入弁４０の径方向の移動が制限されると共に、吸入弁４０が弁座３４の中心に位置決めされる。

ニードル６０は、吸入弁４０と別体で略円柱状に構成されている。ニードル６０は、ガイド部材７５の軸方向に設けられたガイド孔７９に挿通され、軸方向に往復移動可能に設けられている。ニードル６０は、一端が吸入弁４０の弁座３４側の端面に当接可能であり、他端が可動コア８１に固定されている。ニードル６０は、ガイド部材７５の弁座３４側にフランジ部６１を有している。また、ニードル６０は、径外方向の外壁に切り欠き６２を有している。この切り欠き６２を経由し、供給通路１００から可動コア室７４に燃料が流入する。

次に電磁駆動部７０について説明する。
電磁駆動部７０は、第１ヨーク７１、第２ヨーク７２、接続部材７６、コイル７３、固定コア８０、可動コア８１および第２スプリング２２などを有している。
接続部材７６は、ガイド部材７５を挟んでポンプボディ１１の凹部１５に取り付けられている。接続部材７６の径方向内側に筒状の可動コア室７４が設けられている。
この可動コア室７４に可動コア８１は軸方向に往復移動可能に収容されている。可動コア８１は、軸方向に通じる複数の呼吸孔８２を有している。呼吸孔８２を通じ、可動コア８１の軸方向の一方と他方を燃料が流通する。

接続部材７６の凹部と反対側に円盤状の第１ヨーク７１が設けられている。第１ヨーク７１と第２ヨーク７２によりコネクタ７７が保持されている。コネクタ７７の内側に設けられたボビン７８にコイル７３が巻回されている。コネクタ７７の端子７７１を通じてコイル７３に通電されると、コイル７３は磁界を発生する。
ボビン７８の径内側に可動コア８１と向き合って固定コア８０が設けられている。固定コア８０は、軸方向の一端が非磁性材料から形成された筒部材８５によって、接続部材７６に取り付けられている。また、固定コア８０は、軸方向の他端が第２ヨーク７２に固定されている。固定コア８０と可動コア８１との磁気ギャップが筒部材８５の径方向内側に形成される。

固定コア８０は、可動コア８１側の端部に開口する第１収容室８３を有する。また、可動コア８１は、固定コア８０側の端部に開口する第２収容室８４を有する。固定コア８０の第１収容室８３と可動コア８１の第２収容室８４とに第２スプリング２２が収容されている。第２スプリング２２は、第１スプリング２１が吸入弁４０を閉弁方向に付勢する力よりも強い力で、可動コア８１を開弁方向へ付勢している。

コイル７３に通電していないとき、可動コア８１と固定コア８０とは、第２スプリング２２の弾性力により互いに離れている。これにより、可動コア８１と一体のニードル６０が加圧室１２１側へ移動し、ニードル６０の端面が吸入弁４０を押圧することで吸入弁４０が開弁する。
コイル７３に通電されると、固定コア８０、可動コア８１、第１ヨーク７１、第２ヨーク７２及び接続部材７６によって形成される磁気回路に磁束が流れ、可動コア８１が第２スプリング２２の弾性力に抗し、固定コア８０側に磁気吸引される。これにより、ニードル６０は、吸入弁４０に対する押圧力を解除する。

次に可変容積室１２２について図１を参照して説明する。
プランジャ１３は、小径部１３１及び大径部１３３を有している。小径部１３１と大径部１３３との接続部分に段差面１３２が形成される。段差面１３２に向き合うように、略円環状のプランジャストッパ２３が設けられている。
プランジャストッパ２３は、加圧室１２１側の端面がポンプボディ１１に当接している。プランジャ１３は、プランジャストッパ２３の中央部に設けられた孔２３３に挿通している。プランジャストッパ２３は、径方向に放射状に延びる複数の溝路２３２を有している。
プランジャ１３の段差面１３２、小径部１３１の外壁、シリンダ１４の内壁、プランジャストッパ２３およびシール部材２４に囲まれる略円環状の空間により可変容積室１２２が形成される。

ポンプボディ１１には、シリンダ１４が開口する側の外壁に、加圧室１２１側へ略円環状に凹む凹部１０５が設けられている。凹部１０５には、オイルシールホルダ２５が嵌め込まれている。オイルシールホルダ２５は、プランジャストッパ２３との間にシール部材２４を挟んで、ポンプボディ１１に固定されている。シール部材２４は、小径部１３１周囲の燃料油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるエンジンへの燃料のリークを抑制する。オイルシールホルダ２５の加圧室１２１と反対側の端部には、オイルシール２６が装着されている。オイルシール２６は、小径部１３１周囲のオイル油膜の厚さを規制し、プランジャ１３の摺動によるオイルのリークを抑制する。

オイルシールホルダ２５とポンプボディ１１との間には、筒状通路１０６とこの筒状通路１０６に連通する環状通路１０７が形成されている。筒状通路１０６はプランジャストッパ２３の溝路２３２に連通している。環状通路１０７はポンプボディ１１に形成された戻し通路１０８を経由してダンパ室２０１に連通している。このように、溝路２３２、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８が順に連通することで、可変容積室１２２とダンパ室２０１とが連通する。

次に吐出弁部９０について説明する。
吐出弁部９０は、吐出弁９２、規制部材９３、スプリング９４などから構成されている。
ポンプボディ１１には、シリンダ１４の中心軸と略垂直に吐出通路１１４が形成されている。吐出通路１１４は加圧室１２１と燃料出口９１とを連通している。
吐出弁９２は、有底筒状に形成され、吐出通路１１４に往復移動可能に収容されている。吐出弁９２は、弁座９５に着座することで吐出通路１１４を閉塞し、弁座９５から離座することで吐出通路１１４を開放する。
吐出弁９２の燃料出口９１側に設けられた筒状の規制部材９３は、吐出通路１１４の内壁に固定されている。規制部材９３は、吐出弁９２の燃料出口９１側への移動を規制する。
スプリング９４は、一端が規制部材９３に当接し、他端が吐出弁９２に当接している。スプリング９４は、吐出通路１１４の内壁に形成される弁座９５側へ吐出弁９２を付勢している。規制部材９３の設置位置によって、スプリング９４のばね荷重を変化させることで吐出弁９２の開弁圧を調整することができる。

加圧室１２１の燃料の圧力が上昇し、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも大きくなると、吐出弁９２は弁座９５から離座する。これにより、加圧室１２１から吐出通路１１４を通り、燃料出口９１から燃料が吐出される。
一方、加圧室１２１の燃料の圧力が低下し、加圧室１２１側の燃料から吐出弁９２が受ける力がスプリング９４のばね力と弁座９５の下流側の燃料から受ける力との和よりも小さくなると、吐出弁９２は弁座９５に着座する。これにより、弁座９５の下流側の燃料が加圧室１２１へ逆流することが防止される。

次に高圧ポンプ１０の作動について説明する。
（１）吸入行程
カムシャフトの回転により、プランジャ１３が上死点から下死点に向かって下降すると、加圧室１２１の容積が増加し、燃料が減圧される。吐出弁９２は弁座９５に着座し、吐出通路１１４を閉塞する。
一方、吸入弁４０は、加圧室１２１と供給通路１００との差圧により、第１スプリング２１の付勢力に抗して加圧室１２１側へ移動し、開弁状態となる。このとき、コイル７３への通電は停止されているので、可動コア８１と一体のニードル６０は第２スプリング２２の付勢力により加圧室１２１側へ移動する。したがって、ニードル６０と吸入弁４０とが当接し、吸入弁４０は開弁状態を維持する。これにより、ダンパ室２０１から弁ボディ３１の内側の内流路３３、ストッパ５０の径外側の外流路１０２などを経由し、加圧室１２１に燃料が吸入される。
吸入弁４０が開弁状態となるとき、吸入弁４０の外側ガイド部４２とストッパ５０の摺接部５４とが摺接することで、吸入弁４０は弁座３４の中心に位置決めされる。

吸入行程では、プランジャ１３の下降により、可変容積室１２２の容積が減少する。したがって、可変容積室１２２の燃料は、筒状通路１０６、環状通路１０７及び戻し通路１０８を経由し、ダンパ室２０１へ送り出される。
ここで、大径部１３３と可変容積室１２２の断面積比は概ね１：０．６である。したがって、加圧室１２１の容積の増加分と可変容積室１２２の容積の減少分の比も１：０．６となる。よって、加圧室１２１が吸入する燃料の約６０％が可変容積室１２２から供給され、残りの約４０％が燃料入口から吸入される。これにより、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。

（２）調量行程
カムシャフトの回転により、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、加圧室１２１の容積が減少する。このとき、所定の時期まではコイル７３への通電が停止されているので、第２スプリング２２の付勢力によりニードル６０と吸入弁４０は開弁位置にある。これにより、供給通路１００は開放された状態が維持される。このため、一度加圧室１２１に吸入された低圧燃料が、ストッパ５０の外側の外流路１０２、弁ボディ３１の内側の流路などを経由し、ダンパ室２０１へ戻される。したがって、加圧室１２１の圧力は上昇しない。

このとき、吸入弁４０は、弁座３４の中心に位置決めされ、ストッパ５０の切欠部５１よりも径方向内側に位置しているので、燃料の動圧を受けることが低減される。また、切欠部５１を小さく形成することで、外流路１０２を流れる燃料の流速が速くなり、その燃料圧力が低下する。これにより、収容室５２の燃料が連通路５３から吸い上げられるので、収容室５２の燃料圧力が低下する。したがって、吸入弁４０の自閉が抑制される。

調量行程では、プランジャ１３の上昇により、可変容積室１２２の容積が増大する。したがって、ダンパ室２０１の燃料は、戻し通路１０８、環状通路１０７及び筒状通路１０６を経由し、可変容積室１２２へ流入する。
このとき、加圧室１２１がダンパ室２０１側へ排出する低圧燃料の容積の約６０％が、ダンパ室２０１から可変容積室１２２に吸入される。これにより、燃圧脈動の約６０％が低減される。

（３）加圧行程
プランジャ１３が下死点から上死点に向かって上昇する途中の所定の時刻に、コイル７３へ通電される。するとコイル７３に発生する磁界により、固定コア８０と可動コア８１との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力が第２スプリング２２の弾性力と第１スプリング２１の弾性力との差よりも大きくなると、可動コア８１とニードル６０は固定コア８０側（図１の左方向）へ移動する。これにより、吸入弁４０に対するニードル６０の押圧力が解除される。吸入弁４０は、第１スプリング２１の弾性力、及び加圧室１２１からダンパ室２０１側へ排出される低圧燃料の流れによって生ずる力により、弁座３４側へ移動する。したがって、吸入弁４０は弁座３４に着座し、供給通路１００が閉塞される。
このとき、吸入弁４０の開弁状態において、ガイド部４１は、収容室５２の径方向内側に位置している。このため、吸入弁４０の径方向の移動が制限され、吸入弁４０が弁座３４から脱落することが防がれる。

吸入弁４０が弁座３４に着座した時から、加圧室１２１の燃料圧力は、プランジャ１３の上死点に向かう上昇と共に高くなる。加圧室１２１の燃料圧力が吐出弁９２に作用する力が、吐出通路１１４の燃料圧力が吐出弁９２に作用する力およびスプリング９４の付勢力よりも大きくなると、吐出弁９２が開弁する。これにより、加圧室１２１で加圧された高圧燃料は吐出通路１１４を経由して燃料出口９１から吐出する。
なお、加圧行程の途中でコイル７３への通電が停止される。加圧室１２１の燃料圧力が吸入弁４０に作用する力は、第２スプリング２２の付勢力より大きいので、吸入弁４０は閉弁状態を維持する。

高圧ポンプ１０は、（１）から（３）の行程を繰り返し、内燃機関に必要な量の燃料を加圧して吐出する。
コイル７３へ通電するタイミングを早くすれば、調量行程の時間が短くなると共に、加圧行程の時間が長くなる。これにより、加圧室１２１から供給通路１００へ戻される燃料が少なくなり、吐出通路１１４から吐出される燃料が多くなる。
一方、コイル７３へ通電するタイミングを遅くすれば、調量行程の時間が長くなると共に、吐出行程の時間が短くなる。これにより、加圧室１２１から供給通路１００へ戻される燃料が多くなり、吐出通路１１４から吐出される燃料が少なくなる。
このように、コイル７３へ通電するタイミングを制御することで、高圧ポンプ１０から吐出される燃料の量を内燃機関が必要とする量に制御することができる。

本実施形態は、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、吸入弁４０の軸方向ストッパ５０側の端面にガイド部４１を備えている。ガイド部４１により、吸入弁４０の径方向の移動が制限されると共に、吸入弁４０が弁座３４から脱落することが抑制される。このため、吸入弁４０の外径を小さくし、かつ、軸方向の肉厚を薄くすることが可能になる。したがって、吸入弁４０を軽量化することができる。この結果、吸入弁４０が弁座３４またはストッパ５０に当接するときの音が小さくなるので、高圧ポンプの作動音を小さくすることができる。

本実施形態では、吸入弁４０の外側ガイド部４２とストッパ５０の摺接部５４とが摺接することで、吸入弁４０を径方向に位置決めすることが可能になる。このため、吸入弁４０は供給通路１００を確実に閉塞する。したがって、高圧ポンプの燃料の吐出効率を向上することができる。

本実施形態では、吸入弁４０の外径をストッパ５０の切欠部５１の外径よりも小さく形成することで、高圧ポンプの調量行程において、加圧室１２１から供給通路１００に排出される燃料の動圧が吸入弁４０に作用することを抑制することができる。これにより、吸入弁４０が自閉する力を低減し、吸入弁４０の自閉限界を高めることができる。このため、第２スプリング２２によりニードル６０を介して吸入弁４０をストッパ５０側に押圧する力を軽減することが可能になる。したがって、電磁駆動部７０の体格を小型化し、作動音を低減することができる。
本実施形態では、吸入弁４０の外径を小さく形成することで、吸入弁４０の径方向外側に形成される流路の断面積を大きくすることが可能になる。このため、供給通路１００を流れる燃料の圧力損失が低減され、加圧室１２１への燃料の吸入効率が向上する。したがって、高圧ポンプのポンプ効率を向上することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による高圧ポンプの要部断面図を図４及び図５に示す。以下、複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、ストッパ５０の摺接部５４１が、吸入弁４０の外側ガイド部４２の径方向内側に位置している。本実施形態においても、吸入弁４０が開弁方向へ移動するとき、外側ガイド部４２と摺接部５４１とが摺接することで、吸入弁４０の径方向の移動が制限されると共に、吸入弁４０が弁座３４の中心に位置決めされる。したがって、吸入弁４０は弁座３４に確実に着座し、供給通路１００を確実に閉塞することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による高圧ポンプの要部断面図を図６に示す。本実施形態では、ストッパ５０の摺接部５４２が、吸入弁４０の外側ガイド部４２１の径方向外側に位置している。
外側ガイド部４２１は、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離Ａと、外側ガイド部４２１の軸方向の長さＣとの関係が、Ａ＜Ｃ となるように形成されている。また、摺接部５４２は、その軸方向の長さが、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離Ａより長い。これにより、外側ガイド部４２１は、吸入弁４０の開弁状態及び閉弁状態において、摺接部５４２の径方向内側に位置する。このため、外側ガイド部４２１は、吸入弁４０の径方向の移動を制限するとともに、吸入弁４０が弁座３４から脱落することを防ぐことができる。
また、吸入弁４０が開弁方向へ移動するとき、外側ガイド部４２１と摺接部５４２とが摺接することで、吸入弁４０が弁座３４の中心に位置決めされる。したがって、吸入弁４０は供給通路１００を確実に閉塞することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による高圧ポンプの要部断面図を図７に示す。本実施形態では、ストッパ５０の摺接部５４３が、吸入弁４０の外側ガイド部４２１の径方向内側に位置している。
本実施形態においても、外側ガイド部４２１は、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離Ａと、外側ガイド部４２１の軸方向の長さＣとの関係が、Ａ＜Ｃ となるように形成されている。また、摺接部５４３は、その軸方向の長さが、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離Ａより長い。これにより、外側ガイド部４２１は、吸入弁４０の開弁状態及び閉弁状態において、摺接部５４３の径方向外側に位置する。このため、外側ガイド部４２１は、吸入弁４０の径方向の移動を制限するとともに、吸入弁４０が弁座３４から脱落することを防ぐことができる。
また、吸入弁４０が開弁方向へ移動するとき、外側ガイド部４２１と摺接部５４３とが摺接することで、吸入弁４０が弁座３４の中心に位置決めされる。したがって、吸入弁４０は供給通路１００を確実に閉塞することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による高圧ポンプを図８及び図９に示す。本実施形態では、吸入弁４０は、軸方向のニードル６０側の端面に、縦断面視においてニードル６０側の内径が大きい逆テーパ状の案内溝６２を有している。なお、案内溝６２は、縦断面視において曲面状であってもよい。案内溝６２の開口端の内径は、ニードル６０の外径よりも大きい。このため、吸入弁４０とニードル６０とが当接するとき、ニードル６０が吸入弁４０の案内溝６２に嵌合することで、吸入弁４０の径方向の移動が制限される。

本実施形態の吸入弁４０と弁座３４の拡大図を図９に示す。図９では、吸入弁４０と弁座３４とが近接した状態を示している。
弁ボディ３１の弁座３４は、縦断面視において吸入弁４０側が細いテーパ状に形成されている。そのテーパの角度θ１は、吸入弁４０が弁座３４に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きく形成されている。

本実施形態では、案内溝６２を吸入弁４０の軸方向ニードル６０側の端面に設け、案内溝６２により吸入弁４０の径方向の移動を制限することで、吸入弁４０の外径を小さくし、かつ、軸方向の肉厚を薄くすることが可能になる。また、吸入弁４０の外径を小さく形成することで、吸入弁４０の径方向外側に形成される流路の断面積を大きくすることが可能になる。このため、供給通路１００を流れる燃料の圧力損失が低減され、加圧室１２１への燃料の吸入効率を向上することができる。

また、本実施形態では、弁ボディ３１の弁座３４を、縦断面視において吸入弁４０側が細いテーパ状に形成することで、弁座３４と吸入弁４０とが当接するときの面圧が高くなる。このため、燃料に含まれる異物を噛み切ることが可能になる。したがって、吸入弁４０は、弁ボディ３１の弁座３４に確実に着座し、供給通路１００を確実に閉塞することができる。
さらに、弁ボディ３１の弁座３４は、テーパの角度θ１が大きく形成されることで、弁座３４と吸入弁４０とが当接するときに燃料の流体抵抗（スクイズ力）が作用するので、衝突音が低減される。したがって、吸入弁４０が弁座３４に当接するときの異物の噛み切り効果と、衝突音の低減とを両立することができる。
なお、弁ボディ３１の弁座３４は、縦断面視において吸入弁４０側が細い曲面状に形成してもよい。この場合、その曲率半径は、吸入弁４０が弁座３４に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きく形成される。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による高圧ポンプを図１０に示す。図１０は、吸入弁４０と弁座３４とが近接した状態を示している。本実施形態では、吸入弁４０の弁座３４側の端面に弁座３４に当接可能な弁シート４３が設けられている。この弁シート４３は、縦断面視において弁座３４側が細いテーパ状に形成されている。そのテーパの角度θ２は、吸入弁４０が弁座３４に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きく形成されている。

本実施形態では、吸入弁４０の弁シート４３を、縦断面視において弁座３４側が細いテーパ状に形成することで、弁座３４と吸入弁４０とが当接するときの面圧が高くなる。このため、燃料に含まれる異物を噛み切ることが可能になる。
さらに、吸入弁４０の弁シート４３は、テーパの角度θ２が大きく形成されることで、弁座３４と吸入弁４０とが当接するときに燃料の流体抵抗（スクイズ力）が作用するので、衝突音が低減される。したがって、吸入弁４０が弁座３４に当接するときの異物の噛み切り効果と、衝突音の低減とを両立することができる。
なお、吸入弁４０の弁シート４３は、縦断面視において弁座３４側が細い曲面状に形成してもよい。この場合、その曲率半径は、吸入弁４０が弁座３４に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きく形成される。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による高圧ポンプを図１１に示す。本実施形態では、吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面から収容室５２側に延びるガイド部を備えていない。その代り、吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面に弁座３４側に凹む凹部４３を有している。凹部４３の内径は、第１スプリング２１の外径より僅かに大きく形成されている。このため、第１スプリング２１は凹部４３に係止される。
吸入弁４０は、ストッパ５０側の端面の外周側に環状の外側ガイド部４２２を備えている。外側ガイド部４２２の加圧室１２１側の端面がストッパ５０に当接することで、吸入弁４０の開弁方向の移動が制限される。
外側ガイド部４２２は、吸入弁４０の全閉時と全開時との移動距離Ａと、外側ガイド部４２２の軸方向の長さＤとの関係が、Ａ＜Ｄ となるように形成されている。このため、外側ガイド部４２２は、吸入弁４０の径方向の移動を制限するとともに、吸入弁４０が弁座３４から脱落することを防ぐことができる。
ストッパ５０は、弁座３４側の端面の径外方向の外壁に、外側ガイド部４２２の径内方向の内壁と摺接可能な摺接部５４４を備えている。吸入弁４０が開弁方向へ移動するとき、吸入弁４０の外側ガイド部４２２とストッパ５０の摺接部５４４とが摺接することで、吸入弁４０の径方向の移動が制限されると共に、吸入弁４０が弁座３４の中心に位置決めされる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による高圧ポンプを図１２に示す。本実施形態は第７実施形態の変形例である。本実施形態では、ストッパの５０弁座３４側の端面が、吸入弁４０の外側ガイド部４２２よりも径方向内側の端面に当接することで、吸入弁４０の開弁方向の移動が制限される。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、コイル７３に通電していないとき、可動コア８１が吸入弁４０を開弁するノーマリーオープン弁について説明した。これに対し、本発明は、コイルに通電していないとき、可動コアが吸入弁を閉弁するノーマリークローズ弁に適用してもよい。
上述した実施形態では、供給通路１００内に弁ボディ３１を設け、この弁ボディ３１に弁座３４を形成した。これに対し、本発明は、ポンプボディと弁ボディとを一体に構成してもよい。また、供給通路の内壁に弁座を直接形成してもよい。
上述した実施形態では、吸入弁４０とニードル６０とを別体で構成した。これに対し、本発明は、吸入弁とニードルとを一体で構成してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０ ・・・高圧ポンプ
１１ ・・・ポンプボディ
１３ ・・・プランジャ
２１ ・・・第１スプリング（付勢手段）
３１ ・・・弁ボディ
３４，３４１ ・・・弁座
４０ ・・・吸入弁
４１ ・・・ガイド部
４２，４２１ ・・・外側ガイド部
４３ ・・・弁シート
５０ ・・・ストッパ
５２ ・・・収容室
５４，５４１，５４３・・・摺接部
６０ ・・・ニードル
６２ ・・・案内溝
７０ ・・・電磁駆動部
１２１ ・・・加圧室
１００ ・・・供給通路

Claims (7)

1. 往復移動可能なプランジャと、
   前記プランジャにより燃料が加圧される加圧室、およびこの加圧室に燃料を導く供給通路を有するポンプボディと、
   前記供給通路内に形成される弁座に着座することで前記供給通路を閉塞し、前記弁座から離座することで前記供給通路を開放する吸入弁と、
   前記吸入弁の前記加圧室側に設けられるストッパと、
   前記吸入弁を前記ストッパ側または弁座側に押圧し、または前記吸入弁に与える押圧力を制御可能な電磁駆動部と、
   前記ストッパの前記吸入弁側に設けられた収容室に収容され、前記吸入弁を前記弁座側に付勢する付勢手段と、
   前記吸入弁の前記ストッパ側端面の外周側に設けられ、縦断面視において前記ストッパ側が細いテーパ状の外側ガイド部と、
   前記ストッパの前記吸入弁側の端面に設けられ、前記外側ガイド部のテーパ状の箇所に沿って摺接可能な斜面状の摺接部と、を備えることを特徴とする高圧ポンプ。
2. 前記弁座は、縦断面視において前記吸入弁側が細いテーパ状または曲面状であることを特徴とする請求項１に記載の高圧ポンプ。
3. 前記弁座は、縦断面視におけるテーパの角度または縦断面視における曲率半径が、前記吸入弁が前記弁座に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きいことを特徴とする請求項２に記載の高圧ポンプ。
4. 前記吸入弁の前記弁座側の端面に設けられ、前記弁座に当接可能な弁シートは、縦断面視において前記弁座側が細いテーパ状または曲面状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
5. 前記吸入弁の前記弁シートは、縦断面視におけるテーパの角度または縦断面視における曲率半径が、前記吸入弁が前記弁座に着座するときにスクイズ力が作用する程度に大きいことを特徴とする請求項４に記載の高圧ポンプ。
6. 前記吸入弁の外径は、前記ストッパの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。
7. 前記電磁駆動部と前記吸入弁との間に設けられ、前記電磁駆動部の押圧力を前記吸入弁に伝達するニードルを備え、
   前記吸入弁は、軸方向前記ニードル側の端面に、縦断面視において前記ニードル側の内径が大きい逆テーパ状または曲面状の案内溝を有し、
   前記吸入弁と前記ニードルとが当接するとき、前記ニードルが前記吸入弁の前記案内溝に嵌合することで、前記吸入弁の径方向の移動が制限されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の高圧ポンプ。

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