JP6235518B2 - 高圧燃料供給ポンプ及び高圧燃料供給ポンプの組立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する高圧燃料供給ポンプに関し、特には、吐出する燃料の量を調節する電磁吸入弁を備えた高圧燃料ポンプに関する。

自動車等の内燃機関のうち燃焼室内部へ直接的に燃料を噴射する直接噴射タイプにおいて、高圧燃料供給ポンプが広く用いられている。高圧燃料供給ポンプは、燃料を高圧化すると共に、所望の燃料量を吐出する。吐出する燃料量を調節するために、高圧燃料供給ポンプは電磁吸入弁を備える。

特開２０１４−１３６９６６号公報（特許文献１）には、電磁吸入弁（電磁駆動型吸入弁機構）を備えた高圧燃料供給ポンプが記載されている。電磁吸入弁は、吸入弁部と電磁駆動機構部とを備える。ポンプハウジングには、その周壁から加圧室に向けて筒状の孔が形成されている。電磁吸入弁は、吸入弁部の全体と電磁駆動機構の一部とが、ポンプハウジングに形成された筒状の孔に挿入されて、ポンプハウジングに取り付けられている（段落００１４）。

吸入弁部は、バルブハウジングと、バルブと、バルブ付勢ばねと、バルブストッパとを備える。バルブハウジングには、開口部に環状段付き部が形成され、環状段付き部の奥側にバルブシートが形成されている。バルブストッパは、その圧入面部がバルブハウジングの環状段付き部に圧入嵌合される。バルブは、バルブシートとバルブストッパとの間で、径閉弁方向に変位可能に設けられている（段落００１７）。

特開２０１４−１３６９６６号公報

特許文献１の高圧燃料供給ポンプでは、バルブの開弁量を規制するバルブストッパは、バルブハウジングの加圧室側に設けられた開口部からバルブハウジングの内側に挿入され、バルブハウジングの環状段付き部に圧入固定されている。また、電磁吸入弁が挿入固定される筒状の孔は、加圧室に開口している。そして、バルブストッパは、加圧室側の端部がバルブハウジングに支持されることなく、加圧室に露出している。

このため、バルブがバルブストッパに繰り返し衝突することにより、バルブストッパが圧入方向とは逆向きに変位する可能性がある。バルブストッパが変位するとバルブのストロークが変化し、燃料の流量制御ができなくなる可能性がある。バルブのストロークが変化を防ぐためには、バルブハウジングに対するバルブストッパの圧入保持力を高める必要がある。しかし、圧入保持力を高めると圧入不良などの組立て性の悪化が懸念される。また、バルブストッパが構成される吸入弁部が大型化する。

本発明の目的は、高圧燃料供給ポンプにおいて、バルブストッパの組立て性の悪化を防ぎ、吸入弁部の大型化を防ぐことにある。

上記課題を解決するために、本発明の高圧燃料供給ポンプは、電磁吸入弁をポンプハウジングに形成した電磁吸入弁挿入孔に挿入して取り付ける構成において、バルブシートが形成されバルブを内包するバルブハウジングを備え、バルブストッパを固定部材によりバルブハウジングに圧入固定し、電磁吸入弁挿入孔に、電磁吸入弁のバルブストッパと当接し、バルブストッパを加圧室側から支持する支持部を設ける。

また、高圧燃料供給ポンプの組立方法において、前記バルブを内包するバルブハウジングとバルブストッパとを、バルブストッパの端部がバルブハウジングの端部から突出するように圧入固定した第１の組体を作り、第１の組体を電磁吸入弁挿入孔に圧入する際に、電磁吸入弁挿入孔の底部にバルブストッパの端部を当接させ、バルブストッパの端部が電磁吸入弁挿入孔の底部に当接した状態から更に第１の組体を電磁吸入弁挿入孔に押し込んで圧入固定する。

本発明によれば、バルブストッパが支持部により加圧室側から支持されることにより、圧入保持力を高める必要が無い。従って、バルブストッパの組立て性の悪化を防ぎ、吸入弁部の大型化を防ぐことができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの一実施例について、その概要を示すシステム図である。 本発明の高圧燃料供給ポンプの一実施例に係る縦断面図である。 本発明の高圧燃料供給ポンプの一実施例に係る別の縦断面図である。 本発明の高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 電磁吸入弁の組立て状態とポンプ本体への組み付け状態を示す分解斜視図である。 バルブストッパ固定部材を示す平面図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る一実施例について説明する。

図１を用いて、本発明に係る高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムについて説明する。図１は、本発明に係る高圧燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの一実施例について、その概要を示すシステム図である。

破線で囲まれた部分１００が高圧燃料供給ポンプ（以下、高圧ポンプと呼ぶ）を示す。この破線の中に示されている機構及び部品は、高圧ポンプ１００に一体に組み込まれている。

燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（以下、ＥＣＵと呼ぶ）からの信号２１ＤＳに基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。フィードポンプ２１によって汲み上げられた燃料は、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧ポンプ１００の低圧燃料吸入口１０ａに送られる。

吸入ジョイント１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９及び吸入通路１０ｄを通って、容量可変機構を構成する電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

電磁吸入弁３００に流入した燃料は、吸入バルブ（吸入弁）３０１ｃを通過し加圧室１１に流入する。プランジャ２には、エンジンのカム機構９３（図２参照）により、往復運動する動力が与えられている。プランジャ２の往復運動により、燃料はプランジャ２の下降行程で吸入バルブ３０１ｃから加圧室１１に吸入される。プランジャ２の上昇行程では、燃料は加圧され、吐出弁８から吐出される。吐出された燃料は、コモンレール２３へ圧送される。コモンレール２３内の燃料は、ＥＣＵ２７からの信号２４ＤＳに基づいて駆動されるインジェクタ２４によって、エンジンの燃焼室内へ噴射される。コモンレール２３には圧力センサ２６が装着されており、圧力センサ２６によって検出されたコモンレール２３内の燃料圧力は、検出信号２６ＤＳとしてＥＣＵ２７に送られる。ＥＣＵ２７は、コモンレール２３内の燃料圧力に基づいて、高圧ポンプ１００に設けられた電磁吸入弁３００の駆動信号３００ＤＳを生成する。

高圧ポンプ１００は、ＥＣＵ２７からの駆動信号３００ＤＳにより電磁吸入弁３００が制御され、吐出する燃料流量が調節される。

図２及び図３を用いて、高圧ポンプ１００の全体構成について説明する。

図２は、本発明の高圧燃料供給ポンプの一実施例に係る縦断面図である。図３は、本発明の高圧燃料供給ポンプの一実施例に係る別の縦断面図である。

高圧ポンプ１００は、ポンプ本体（ポンプハウジング）１に設けられたフランジ１ｅを、内燃機関のシリンダヘッド９０の平面に密着させて、複数のボルト９１で固定される。取付けフランジ１ｅは溶接部1ｆにてポンプ本体１に全周を溶接結合されて環状固定部を形成している。本実施例では、取付けフランジ１ｅとポンプ本体１との溶接に、レーザー溶接を用いている。

シリンダヘッド９０とポンプ本体１との間のシールのためにＯリング６１がポンプ本体１の環状溝１ｇに嵌め込まれている。Ｏリング６１によって構成されるシールは、エンジンオイルがシリンダヘッド９０とポンプ本体１との間から外部に漏れるのを防止する。

ポンプ本体1には、プランジャ２の軸方向に貫通する貫通孔１ｈが形成されている。貫通孔１ｈは、シリンダ６が挿入されて取り付けられる挿入孔を構成する。シリンダ６は、プランジャ２の往復運動をガイドし、かつ内部に加圧室１１を形成する。シリンダ６は、加圧室１１を形成するように、一端部が閉じられた有底筒形状に形成されている。

さらにシリンダ６の外周面には、環状溝６ａが設けられている。環状溝６ａと加圧室１１とは、複数個の連通孔６ｂによって、連通されている。加圧室１１は、環状溝６ａと連通孔６ｂとによって、電磁吸入弁３００と吐出弁機構８とに連通している。

シリンダ６はその外径において、ポンプ本体１のシリンダ挿入孔１ｈの内周面に圧入固定されている。シリンダ６の圧入部円筒面６ｅは、ポンプ本体1との隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないようにシールしている。また、シリンダ６は、加圧室１１側の端部に、外径が小さくなる小径部６ｃを有し、段付き面６ｆが形成されている。ポンプ本体１のシリンダ挿入孔１ｈは、低圧燃料室１０ｃ側に連通する側の端部１ｉが小径に形成されて、段付き面１ｊが形成されている。加圧室１１の燃料が加圧されることによりシリンダ６は低圧燃料室１０ｃ側に向けて力を受ける。この力を受けて、シリンダ６の段付き面６ｆがシリンダ挿入孔１ｈの段付き面１ｊに当接する。段付き面６ｆと段付き面１ｊとは、シリンダ６が低圧燃料室１０ｃ側に抜けることを防止している。

また、ポンプ本体１とシリンダ６とは、段付き面６ｆと段付き面１ｊとを軸方向に平面接触させることで、燃料漏れを防止するシールを構成している。本実施例では、ポンプ本体１とシリンダ６との圧入部のシールに加え、段付き面６ｆと段付き面１ｊとによるシールが設けられており、シールが二重に構成されている。

なお、本実施例では、ポンプ本体（ポンプボディ）１とシリンダ６とを別部材で構成しているが、シリンダ６をポンプ本体１を形成する部材で、ポンプ本体１と一体に形成しても良い。

プランジャ２の下端には、内燃機関のカムシャフトに取り付けられたカム９３の回転運動を上下運動に変換し、プランジャ２に伝達するタペット９２が設けられている。プランジャ２はリテーナ１５を介してばね４にてタペット９２に圧着されている。これによりカム９３の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に往復運動させることができる。

また、シールホルダ７の内周下端部に保持されたプランジャシール１３がシリンダ６の図中下方部においてプランジャ２の外周に摺動可能に接触する状態で設置されている。プランジャシール１３は、プランジャ２が摺動したとき、副室７ａの燃料をシールし、内燃機関内部へ流入するのを防ぐ。同時に内燃機関内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプ本体１の内部に流入するのを防止する。

ポンプ本体１には吸入ジョイント５１が取り付けられている。吸入ジョイント５１は、車両の燃料タンク２０からの燃料を供給する低圧配管に接続されており、燃料はここから高圧ポンプ１００の内部に供給される。吸入ジョイント５１内の吸入フィルタ５２は、燃料タンク２０から低圧燃料吸入口１０ａまでの間に存在する異物を燃料の流れによって高圧燃料供給ポンプ１００内に吸収することを防ぐ役目がある。

低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、圧力脈動低減機構９及び低圧燃料流路１０ｄを通って電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。

加圧室１１の出口には吐出弁機構８が設けられている。吐出弁機構８は吐出弁シート部材８ａ、吐出弁シート部材８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート部材８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ及び吐出弁８ｂと吐出弁シート８ａとを収容する吐出弁ホルダ８ｄから構成されている。吐出弁シート８ａと吐出弁ホルダ８ｄとは当接部８ｅで溶接により接合されて一体の吐出弁機構８を形成している。

なお、吐出弁ホルダ８ｄの内部には、吐出弁８ｂのストロークを規制するスットパーを形成する段付き部８ｆが設けられている。

加圧室１１と燃料吐出口１２に燃料差圧が無い状態では、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で吐出弁シート８ａに圧着され閉弁状態となっている。加圧室１１の燃料圧力が、燃料吐出口１２の燃料圧力よりも大きくなった時に始めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁し、加圧室１１内の燃料は燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと高圧吐出される。吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｆと接触し、ストロークが制限される。したがって、吐出弁８ｂのストロークは吐出弁ストッパ８ｄによって適切に決定される。これによりストロークが大きすぎて、吐出弁８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ高圧吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうのを防止でき、高圧ポンプの効率低下が抑制できる。また、吐出弁８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁８ｂがストローク方向にのみ運動するように、吐出弁ホルダ８ｄの内周面にてガイドしている。以上のようにすることで、吐出弁機構８は燃料の流通方向を制限する逆止弁となる。

以上説明したように、加圧室１１は、ポンプハウジング１と、電磁吸入弁３００と、プランジャ２と、シリンダ６と、吐出弁機構８とで構成される。

次に、図４及び図５を用いて、電磁吸入弁３００について、詳細に説明する。図４は、本発明の高圧燃料供給ポンプの電磁吸入弁の拡大縦断面図であり、電磁吸入弁が開弁状態にある状態を示す図である。図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。

電磁吸入弁３００は、電磁駆動型吸入弁機構によって構成され、電磁駆動機構部３００Ａと吸入弁部３００Ｂとを備える。ポンプハウジング１には、その周壁から加圧室１１に向けて筒状の孔１ｋが形成されている。電磁吸入弁３００は、吸入弁部３００Ｂの全体と電磁駆動機構３００Ａの一部とが、筒状の電磁吸入弁挿入孔１ｋに挿入されて、ポンプハウジング１に取り付けられている。

電磁駆動機構部３００Ａは電磁的に駆動される可動子３０１を備える。可動子３０１はプランジャロッド３０１ａとアンカー３０１ｂとで構成される。プランジャロッド３０１ａの先端にはバルブ３０１ｃが設けられ、電磁吸入弁３００の端部に設けられたバルブハウジング３０２に形成されたバルブシート３０２ａと対面している。プランジャロッド３０１ａとバルブ３０１ｃとは別体に構成されており、プランジャロッド３０１ａの先端面３０１ａａとバルブ３０１ｃの端面３０１ｃａとは接離可能に構成されている。プランジャロッド３０１ａとバルブ３０１ｃとは別体に構成されているが、バルブ３０１ｃを可動子３０１の一部と見なしても良い。

電磁駆動機構部３００Ａは環状に形成されたコイル３０４の内周側に、電磁駆動機構部３００Ａのボディを兼ねた段付きの筒状部材で構成されたヨーク３０５を備える。ヨーク３０５の内周部には、固定コア３０６とアンカー３０１ｂとが設けられている。固定コア３０６とプランジャロッド３０１ａとの間には、プランジャロッド付勢ばね（可動子付勢ばね）３０７が設けられている。固定コア３０６はヨーク３０５の小径部３０５ａ側に溶接によって固定されている。プランジャロッド付勢ばね（可動子付勢ばね）３０７は可動子３０１を開弁方向に付勢するばねである。

固定コア３０６には、端面３０６ａから反対側の端面３０６ｂに向かって未貫通の孔３０６ｃが形成されている。孔３０６ｃの底部３０６ｃａはプランジャロッド付勢ばね３０７の着座部（ばね座）を構成する。端面３０６ａはアンカー３０１ｂの端面３０１ｂａと対向している。端面３０６ａと端面３０１ｂａとは、相互の間に磁気吸引力が作用する磁気吸引面Ｓを構成する。図４のようにバルブ３０１ｃが開弁した状態にあるときは、端面３０６ａと端面３０１ｂａとは、相互の間に磁気空隙ＧＰ１を介して対面している。

アンカー３０１ｂには、その中心部をプランジャロッド３０１ａの軸方向に貫通する貫通孔３０１ｂｂが形成されており、プランジャロッド３０１ａが貫通孔３０１ｂｂに挿通されて、アンカー３０１ｂに組み付けられている。プランジャロッド３０１ａの固定コア３０６側の端部には拡径部３０１ａｂが形成され、拡径部３０１ａｂの固定コア３０６側の端面は、プランジャロッド付勢ばね３０７が当接するばね座を構成している。これにより、プランジャロッド３０１ａはプランジャロッド付勢ばね３０７によりバルブ３０１ｃ側に向けて付勢されている。

ヨーク３０５の大径部３０５ｂ側の端部には、ガイド部材３１１が圧入嵌合され、ヨーク３０５とガイド部材３１１とが固定されている。ガイド部材３１１は、プランジャロッド３０１ａの往復動作をガイドするガイド部３１１ｂが設けられている。ガイド部３１１ｂはプランジャロッド３０１ａが挿通されるプランジャロッド挿通孔によって構成される。また、ガイド部材３１１には、フランジ部３１１ａが設けられている。フランジ部３１１ａには、アンカー３０１ｂが収容された室内に燃料が出入りするための貫通孔３１１ｂが形成されている。また、フランジ部３１１ａはアンカー付勢ばね３１２のばね座を構成している。

アンカー３０１ｂはアンカー付勢ばね３１２によりバルブ３０１ｃが開弁する方向に付勢されている。アンカー付勢ばね３１２による付勢力はプランジャロッド付勢ばね３０７による付勢力よりも弱く、アンカー３０１ｂはプランジャロッド３０１ａの拡径部３０１ａｂと係合する位置で停止している。アンカー３０１ｂが閉弁方向に吸引されて固定コア３０６と接触する際、及びアンカー３０１ｂに対する磁気吸引力が解除されてバルブ３０１ｃがバルブストッパ３１３と接触する際には、プランジャロッド３０１ａとアンカー３０１ｂとは相対変位可能に構成されている。プランジャロッド３０１ａの拡径部３０１ａｂはアンカー３０１ｂの閉弁方向への可動範囲を規制する規制部として機能している。

コイル３０４はボビン３１８に巻回され固定コア３０６及びアンカー３０１ｂの外周側に組み付けられている。コイル３０４は加圧室１１側の端部及び側面部をサイドヨーク３０８で覆われ、加圧室１１側とは反対側の端部をバックヨーク３０９で覆われている。サイドヨーク３０８はヨーク３０５の小径部３０５ａと大径部３０５ｂとの中間部の外周側に圧入嵌合され、サイドヨーク３０８とヨーク３０５とが固定されている。バックヨーク３０９はサイドヨーク３０８の内周側に圧入嵌合され、バックヨーク３０９とサイドヨーク３０８とが固定されている。ヨーク３０５とサイドヨーク３０８とバックヨーク３０９と固定コア３０６とアンカー３０１ｂとにより、コイル３０４の周囲に、磁気空隙ＧＰ１を含む閉磁路３１０が形成されている。

コイル３０４はコネクタ３１９の端子（コネクタピン）３２０に接続されている。端子３２０は２つ設けられており、コイル３０４の両端部に接続されている。コネクタ３１９は例えばＥＣＵ２７などの外部機器と電気的に接続するための接続部である。

ヨーク３０５の磁気空隙ＧＰ１の周囲に対面する部分には、肉厚を薄くする、或いは非磁性化されるなどして形成された磁気絞り（図示せず）が設けられる。磁気絞りはヨーク３０５を通って漏洩する磁束を少なくする。

電磁吸入弁３００の加圧室１１側の端部には、吸入弁部３００Ｂが設けられている。吸入弁部３００Ｂは、バルブハウジング３０２と、バルブ３０１ｃと、バルブストッパ３１３と、バルブストッパ固定部材３１４と、バルブ付勢ばね３１５とを備えている。

バルブハウジング３０２はポンプハウジング１の電磁吸入弁挿入孔１ｋに圧入嵌合され、固定されている。プランジャロッド３０１ａの軸方向におけるバルブハウジング３０２の中間部には、バルブシート３０２ａが加圧室１１側に向けて形成されている。バルブシート３０２ａはバルブハウジング３０２の内周側に円環状に形成されている。バルブシート３０２ａの内周側にはプランジャロッド３０１ａが挿通される貫通孔３０２ｂが形成されている。

バルブハウジング３０２の加圧室１１側の端部には、バルブストッパ固定部材３１４により、バルブストッパ３１３が固定されている。バルブストッパ３１３は一端部が底部３１３ａで塞がれ、他端部にバルブ３０１ｃとの当接部３１３ｂが設けられている。バルブストッパ３１３の中心部には凹部３１３ｃが形成されており、凹部３１３ｃはバルブ付勢ばね３１５の収容部を構成している。

バルブ付勢ばね３１５は、一端部がバルブストッパ３１３の底部３１３ａに当接し、他端部がバルブ３０１ｃのバルブシート３０２ａとの対向面３０１ｃａとは反対側の面３０１ｃｂに当接している。バルブ付勢ばね３１５は、バルブ３０１ｃとバルブストッパ３１３との間に配置され、バルブ３０１ｃを閉弁方向に付勢している。なお、アンカー付勢ばね３１２の付勢力とバルブ付勢ばね３１５の付勢力との合力は、プランジャロッド付勢ばね３０７の付勢力よりも小さい。このため、アンカー付勢ばね３１２、バルブ付勢ばね３１５及びプランジャロッド付勢ばね３０７による付勢力のみがバルブ３０１ｃに作用している状態では、バルブ３０１ｃは開弁状態を維持する。

バルブ３０１ｃは、端面３０１ｃａがバルブシート３０２ａと当接することにより閉弁し、開弁時には端面３０１ｃｂがバルブストッパ３１３に形成された当接部３１３ｂと当接する。すなわち、バルブシート３０２ａとバルブストッパ３１３の当接部３１３ｂとの間の距離（ギャップ）ＧＰ２が、開閉弁時にバルブ３０１ｃが移動するストロークになる。

バルブ３０１ｃは、端面３０１ｃｂ側に突状部３０１ｃｃが形成されており、突状部３０１ｃｃはバルブ付勢ばね３１５の中心部に嵌められている。これにより、バルブ３０１ｃとバルブ付勢ばね３１５との径方向における相対位置が決められている。また、開弁状態或いは閉弁状態でバルブ３０１ｃが静止した状態では、プランジャロッド３０１ａの先端部３０１ａａとバルブ３０１ｃの端面３０１ｃａとは当接した状態にある。

バルブ３０１ｃ及びバルブストッパ３１３の外周とバルブハウジング３０２の内周面との間には隙間が設けてあり、この隙間により燃料通路３１６が形成されている。バルブストッパ固定部材３１４には周方向に切欠き３１４ａが設けてあり、この切欠き３１４ａにより燃料通路３１７が形成されている。

電磁吸入弁挿入孔１ｋは加圧室１１及びシリンダ６側に向けてバルブハウジング１を貫通しておらず、底部１ｋａが設けられている。底部１ｋａには、電磁吸入弁挿入孔１ｋとシリンダ６の外周に形成された環状溝６ａとを連通する連通孔１ａが形成されている。

バルブ３０１ｃは、その底部３１３ａに構成された端面３１３ａａが電磁吸入弁挿入孔１ｋの底部（底面）１ｋａに当接している。

燃料通路３１６、燃料通路３１７及び連通孔１ａにより、バルブシート３０２ａからシリンダ６の外周面に形成された環状溝６ａに連通する燃料通路が構成されている。

次に、高圧ポンプ１００の動作について説明する。なお、上下方向を指定して説明する場合があるが、上下方向は図２及び図３に基づいて定義される。この上下方向は、高圧ポンプ１００が実装される際の上下方向とは関係が無い。

カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３方向に移動して吸入行程状態にある場合は、加圧室１１の容積は増加し、加圧室１１内の燃料圧力が低下する。この行程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入通路１０ｄの圧力よりも低くなると、バルブ（吸入弁）３０１ｃは開弁状態にあるので、バルブ３０１ｃとバルブシート３０２ａとの隙間ＧＰ２を通り、ポンプ本体1に設けられた連通孔（燃料通路）１ａ、シリンダ外周通路（環状溝）６ａ及びシリンダ６に設けられた連通孔（燃料通路）６ｂを通過し、加圧室１１に流入する。連通孔１ａは、電磁吸入弁３００の中心軸の延長線の周りに複数形成されている。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が下死点から上昇運動に転じ圧縮行程に移る。ここでは電磁コイル３０４は無通電状態を維持したままであり、プランジャロッド３０１ａに磁気付勢力は作用しない。プランジャロッド付勢ばね３０７は、無通電状態においてバルブ３０１ｃを開弁維持するのに必要十分な付勢力を有するよう設定されている。加圧室１１の容積は、プランジャ２の圧縮運動に伴い減少するが、この状態では、一度加圧室１１に吸入された燃料が、開弁状態のバルブ３０１ｃとバルブシート３０２ａとの隙間ＧＰ２を通して吸入通路１０ｄへと戻される。このため、この状態では、加圧室の圧力が上昇することは無い。この行程を戻し行程と称する。

この状態で、エンジンコントロールユニット２７からの制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、電磁コイル４３には端子３２０を介して電流が流れ、固定コア３０６とアンカー３０１ｂとの間に磁気吸引力が作用する。この磁気吸引力が付勢力（磁気付勢力）としてプランジャロッド３０１ａに作用する。この磁気付勢力がプランジャロッド付勢ばね３０７の付勢力に打ち勝つと、プランジャロッド３０１ａがバルブ３０１ｃから離れる方向（開弁方向）に移動する。そして、バルブ付勢ばね３１５による付勢力と燃料が吸入通路１０ｄに流れ込むことによる流体力とによりバルブ３０１ｃが閉弁する。閉弁後、加圧室１１の燃料圧力はプランジャ２の上昇運動と共に上昇する。燃料圧力が燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して燃料の高圧吐出が行われ、コモンレール２３へと供給される。この行程を吐出行程と称する。

すなわち、プランジャ２の圧縮行程（下死点から上死点までの間の上昇行程）は、戻し行程と吐出行程からなる。そして、電磁吸入弁３００のコイル３０４への通電タイミングを制御することで、吐出される高圧燃料の量を制御することができる。電磁コイル３０４へ通電するタイミングを早くすれば、圧縮行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きくなる。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なくなり、高圧吐出される燃料が多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば圧縮行程中の、戻し行程の割合が大きくなり、吐出行程の割合が小さくなる。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多くなり、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル３０４への通電タイミングは、ＥＣＵ２７からの指令によって制御される。

以上のように構成することで、電磁コイル３０４への通電タイミングを制御することで、高圧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出来る。

バルブ３０１ｃのストロークＧＰ２は、プランジャ２の吸入工程で加圧室１１に燃料が流入するのに抵抗とならない通路面積を確保でき、更に電磁コイル３０４の通電時にアンカー３０１ｂを吸引できる長さになるようにバルブストッパ３１３で規制されている。また、吸引力への影響が大きい固定コア３０６とアンカー３０１ｂとの距離ＧＰ１も、開弁状態においてはアンカー３０１ｂとバルブ３０１ｃとがプランジャロッド３０１ａを介し繋がっているので、バルブストッパ３１３で規制される。

もし、バルブストッパ３１３が作動中にバルブ３０１ｃの開弁方向に動いてしまった場合、固定コア３０６とアンカー３０１ｂとの距離ＧＰ１が大きくなり、電磁コイル３０４に通電してもアンカー３０１ｂが吸引できなくなる。すなわち、バルブ３０１ｃが常に開弁状態となるため燃料の吐出が出来なくなる。仮に、アンカー３０１ｂを吸引できたとしても、距離ＧＰ１が大きくなることにより、磁気力が低下し、バルブ３０１ｃの移動距離が増大するため、バルブ３０１ｃが閉弁状態となるまでの時間が長くなる。これは、高圧ポンプ１００から吐出される燃料量を高精度に制御することが困難になることを意味する。

本実施例では、バルブ３０１ｃの作動中にバルブストッパ３１３が動かないように、バルブ３０１ｃの底部３１３ａに構成された端面３１３ａａが電磁吸入弁挿入孔１ｋの底部（底面）１ｋａに当接している。電磁吸入弁挿入孔１ｋを未貫通状態にして底部（底面）１ｋａを残すために、底部１ｋａを貫通し、電磁吸入弁挿入孔１ｋと環状溝６ａとを連通する連通孔１ａを設けている。連通孔１ａは、バルブ３０１ｃの軸中心に対しシリンダ６の径方向に２つに分けて設けられている。連通孔１ａを設けることにより、バルブ３０１ｃの中心部が加圧室１１側に貫通しないように、底部１ｋａを残すことができる。

これにより、電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａにバルブストッパ３１３を当接させることが出来、バルブストッパ３１３の抜け及び変位が防止できる。このためバルブ３０１ｃのストロークは変わることなく一定に維持され、バルブ３０１ｃの制御性が変化することがない。

燃料はバルブ３０１ｃの外周を流れるので、電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａの中心部が加圧室１１に連通していなくても抵抗になることはない。本実施例では、連通孔１ａの電磁吸入弁挿入孔１ｋ側の開口面を、電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａの中心部を避けて、内周壁面寄りに配置している。このため、連通孔１ａの開口面がバルブストッパ３１３で塞がれることはなく、流路抵抗を小さくすることができる。

次に、図６及び図７を用いて、電磁吸入弁３００の組み付けについて、説明する。図６は、電磁吸入弁の組立て状態とポンプ本体への組み付け状態を示す分解斜視図である。図７は、バルブストッパ固定部材を示す平面図である。

電磁吸入弁３００は、ヨーク３０５に固定コア３０６、プランジャロッド付勢ばね３０７、可動子３０１、アンカー付勢ばね３１２及びガイド部材３１１を組み付けた組体３００IIに、プランジャロッド３０１ａの軸方向の一端側からコイル３０４、サイドヨーク３０８、バックヨーク３０９及びコネクタ端子３２０が組み付けられた組体３００IIIを組み付け、プランジャロッド３０１ａの軸方向の他端側から吸入弁部３００Ｂの組体３００Ｉを組み付けて、組み立てられる。

吸入弁部３００Ｂの組体３００Ｉは、バルブストッパ固定部材３１４とバルブストッパ３１３とを圧入嵌合して固定する。次にバルブストッパ固定部材３１４とバルブストッパ３１３との組体をバルブハウジング３０２に圧入嵌合して固定する。この圧入嵌合の工程の際に、バルブ３０１ｃとバルブ付勢ばね３１５とがバルブハウジング３０２に組み付けられる。そして、各部品の組付けが完了した組体３００Ｉは、組体３００IIに組み付けられる。

組体３００Ｉ、組体３００II及び組体３００IIIの組み付けが完了した電磁吸入弁３００は、ポンプハウジング１の電磁吸入弁挿入孔１ｋに圧入されて固定される。この工程では、バルブストッパ３１３の端面３１３ａａを電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａに当接させる必要がある。同時にバルブシート３０２ａとバルブ３０１ｃの端面３０１ｃａとの間隔ＧＰ２が所定の寸法になるように、バルブハウジング３０２及びバルブストッパ３１３を位置決めする必要がある。

本実施例では、バルブストッパ固定部材３１４とバルブストッパ３１３との組体をバルブハウジング３０２に圧入嵌合する際に、バルブハウジング３０２に対するバルブストッパ固定部材３１４及びバルブストッパ３１３の組体の挿入量を少なくしておく。すなわち、バルブストッパ３１３の端面３１３ａａを、バルブハウジング３０２の端部から最終的な突出寸法よりも大きな寸法で突出させておく。そして、電磁吸入弁３００を電磁吸入弁挿入孔１ｋに圧入する際に、バルブストッパ３１３の端面３１３ａａを電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａに当接させ、そこからさらに電磁吸入弁３００を電磁吸入弁挿入孔１ｋ内に押し込む。

この組立方法によれば、バルブストッパ３１３の端面３１３ａａを電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａに確実に当接させることができる。また、バルブシート３０２ａとバルブ３０１ｃの端面３０１ｃａとの間隔ＧＰ２は、組体３００Ｉの部品精度により管理することができる。

上述した組立て方法のほかに、予め吸入弁部３００Ｂの組体３００Ｉをポンプハウジング１に組み付け、その後から組体３００II及び組体３００IIIを組体３００Ｉ及びポンプハウジング１に組み付けてもよい。バルブストッパ３１３の端面３１３ａａをバルブハウジング３０２の端部から大きく突出させておき、上述したように組体３００Ｉをポンプハウジング１に組み付けることにより、バルブストッパ３１３の端面３１３ａａを電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａに確実に当接させることができる。

上述した組立て方法においては、電磁吸入弁３００或いは吸入弁部３００Ｂの組体３００Ｉを電磁吸入弁挿入孔１ｋに圧入する際に、バルブストッパ固定部材３１４とバルブストッパ３１３との組体がバルブハウジング３０２に対して変位（位置ずれ）できるようにする必要がある。このために、バルブストッパ固定部材３１４とバルブストッパ３１３との組体とバルブハウジング３０２との圧入による固定力は小さくしておく必要がある。本実施例では、バルブストッパ３１３の端面３１３ａａが電磁吸入弁挿入孔１ｋの底面１ｋａに当接しているため、バルブ３０１ｃの衝突力を受けるバルブストッパ３１３の固定力は大きくする必要はない。従って、上述した組立て方法が可能になる。

バルブストッパ固定部材３１４は、図７に示すように、プレス加工品で形成することがきる。バルブストッパ固定部材３１４は、外周部にバルブハウジング３０２に圧入される爪部３１４ａが周方向に間隔をあけて複数設けられている。また、バルブストッパ固定部材３１４の内周側には、環状の筒状固定部３１４ｂを有する。筒状部３１４ｂは爪部３１４ａと同じ方向に折り曲げられている。筒状固定部３１４ｂはバルブストッパ３１３の外周部に圧入固定されている。

本実施例では、爪部３１４ａは３つで構成しているが、３つに限定される訳ではない。隣り合う爪部３１４ａの間に形成される切欠き部３１４ｃを大きくし、切欠き部３１４ｃによって形成される燃料通路の断面積を大きくすることが好ましい。また、上述したように、バルブストッパ固定部材３１４によるバルブストッパ３１３の固定力は大きくする必要はなく、上述の組立方法を実施するためには、固定力を適度に小さくすることが好ましい。そのため、爪部３１４ａは３〜４個程度が好ましい。また、バルブストッパ固定部材３１４は、固定力を大きくする必要が無いことから、簡素な構造にすることができ、薄い板材を用いて、プレス加工で製作することができる。

本実施例では、バルブストッパ固定部材３１４の小型化が可能になり、吸入弁部３００Ｂの組体３００Ｉ及び電磁吸入弁３００の小型化、さらには高圧ポンプ１００の小型化を実現できる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ ポンプ本体（ポンプハウジング）、１ｋ…電磁吸入弁挿入孔、１ｋａ…電磁吸入弁挿入孔１ｋの底部、２…プランジャ、６…シリンダ、６ａ…シリンダ６の環状溝、６ｂ…連通孔、７…シールホルダ、８…吐出弁機構、１０ａ…低圧燃料吸入口、１０ｄ…吸入通路、１１…加圧室、１１ａ…連通孔、１２…燃料吐出口、１３…プランジャシール、２７…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、９３…カム、１００…高圧燃料供給ポンプ（高圧ポンプ）、３００…電磁吸入弁、３００Ａ…電磁駆動機構部、３００Ｂ…吸入弁部、３０１…可動子、３０１ａ…プランジャロッド、３０１ｂ…アンカー、３０１ｃ…バルブ（吸入弁）、３０２…バルブハウジング、３０２ａ…バルブシート、３０４…電磁コイル、３０５…ヨーク、３０６…固定コア、３０７…プランジャロッド付勢ばね（可動子付勢ばね）、３０８…サイドヨーク、３０９…バックヨーク、３１０…閉磁路、３１１…ガイド部材、３１１ｂ…ガイド部、３１２…アンカー付勢ばね、３１３…バルブストッパ、３１３ａ…バルブストッパ３１３の底部、３１４…バルブストッパ固定部材、３１４ａ…バルブストッパ固定部材３１４の切欠き、３１５…バルブ付勢ばね、３１８…ボビン、３１９…コネクタ、３２０…端子（コネクタピン）、３００Ｉ，組体３００II，３００III…組体。

Claims (13)

1. 内部に加圧室が形成されたシリンダを有するポンプハウジングと、前記シリンダにガイドされて往復運動するプランジャと、前記加圧室の入口に設けられ電磁力によって駆動される電磁吸入弁と、前記加圧室の出口に設けられた吐出弁とを備え、前記電磁吸入弁は、バルブと、前記バルブが離接することにより燃料通路が開閉されるバルブシートと、開弁時に前記バルブが当接するバルブストッパとを有し、前記ポンプハウジングに形成した電磁吸入弁挿入孔に前記電磁吸入弁を取り付け、前記電磁吸入弁を制御して前記吐出弁から吐出される燃料の量を制御する高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記バルブシートが形成され、前記バルブを内包するバルブハウジングを備え、
   前記バルブストッパを、固定部材により、前記バルブハウジングに圧入固定し、
   前記電磁吸入弁挿入孔に、前記バルブストッパに当接する底部と、前記底部を貫通し前記底部の両側を連通する燃料通路孔とを設けたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
2. 請求項１に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記バルブストッパは、前記バルブシート及び前記バルブに対して、前記加圧室側に配置されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
3. 請求項２に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記燃料通路孔は、前記電磁吸入弁の中心軸の延長線の周りに複数形成されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
4. 請求項３に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記燃料通路孔は、前記バルブと前記バルブシートとの間に形成される燃料通路に連通していることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
5. 請求項４に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記シリンダは、前記ポンプハウジングとは別部材で形成され、前記ポンプハウジングに形成されたシリンダ挿入孔に取り付けられており、
   前記シリンダは、外周部に形成された環状溝と、前記環状溝と内周側に形成された前記加圧室とを連通する連通孔とを有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
6. 請求項５に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記固定部材は、プレス加工された板材で形成されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
7. 請求項６に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記固定部材は、内周側に前記バルブストッパに圧入固定された環状の固定部と、外周側に前記バルブハウジングに圧入固定された爪部とを有し、
   前記爪部は前記固定部材の周方向に間隔をあけて複数設けられ、隣り合う爪部の間に燃料通路が形成されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
8. 内部に加圧室が形成されたシリンダを有するポンプハウジングと、前記シリンダにガイドされて往復運動するプランジャと、前記加圧室の入口に設けられ電磁力によって駆動される電磁吸入弁と、前記加圧室の出口に設けられた吐出弁とを備え、前記電磁吸入弁は、バルブと、前記バルブが離接することにより燃料通路が開閉されるバルブシートと、開弁時に前記バルブが当接するバルブストッパとを有し、前記ポンプハウジングに形成した電磁吸入弁挿入孔に前記電磁吸入弁を取り付け、前記電磁吸入弁を制御して前記吐出弁から吐出される燃料の量を制御する高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記バルブシートが形成され、前記バルブを内包するバルブハウジングを備え、
   前記バルブストッパを、固定部材により、前記バルブハウジングに圧入固定し、
   前記電磁吸入弁挿入孔に、前記バルブストッパと当接し、前記バルブストッパを前記加圧室側から支持する支持部を設けたことを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
9. 請求項８に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
   前記バルブストッパは、前記バルブシート及び前記バルブに対して、前記加圧室側に配置されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
10. 請求項９に記載の高圧燃料供給ポンプにおいて、
    前記電磁吸入弁挿入孔と前記加圧室とを連通する燃料通路を有することを特徴とする高圧燃料供給ポンプ。
11. 内部に加圧室が形成されたシリンダを有するポンプハウジングと、前記シリンダにガイドされて往復運動するプランジャと、前記加圧室の入口に設けられ電磁力によって駆動される電磁吸入弁と、前記加圧室の出口に設けられた吐出弁とを備え、前記電磁吸入弁は、バルブと、前記バルブが離接することにより燃料通路が開閉されるバルブシートと、開弁時に前記バルブが当接するバルブストッパとを有し、前記ポンプハウジングに形成した電磁吸入弁挿入孔に前記電磁吸入弁を取り付け、前記電磁吸入弁を制御して前記吐出弁から吐出される燃料の量を制御する高圧燃料供給ポンプの組立方法において、
    前記バルブを内包するバルブハウジングと前記バルブストッパとを、前記バルブストッパの端部が前記バルブハウジングの端部から突出するように固定した第１の組体を作り、
    前記第１の組体を前記電磁吸入弁挿入孔に挿入して圧入固定する際に、前記電磁吸入弁挿入孔の底部に前記バルブストッパの前記端部を当接させ、前記端部が前記底部に当接した状態から更に前記第１の組体を前記電磁吸入弁挿入孔に押し込んで圧入固定することを特徴とする高圧燃料供給ポンプの組立て方法。
12. 請求項１１に記載の高圧燃料供給ポンプの組立て方法において、
    前記バルブストッパを、板材をプレス加工した固定部材を用いて前記バルブハウジングに圧入固定することを特徴とする高圧燃料供給ポンプの組立て方法。
13. 請求項１２に記載の高圧燃料供給ポンプの組立て方法において、
    前記固定部材は、内周側に前記バルブストッパに圧入固定された環状の固定部と、外周側に前記バルブハウジングに圧入固定された爪部とを有し、
    前記爪部は前記固定部材の周方向に間隔をあけて複数設けられ、隣り合う爪部の間に燃料通路が形成されていることを特徴とする高圧燃料供給ポンプの組立て方法。

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