JP6840238B2 - 弁機構、電磁吸入弁機構、及び高圧燃料ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁、電磁吸入弁機構、及び高圧燃料ポンプに関する。

本発明の高圧燃料ポンプの背景技術として、特許文献１、２に記載のものがある。特許文献１には「ポンプハウジング１と、プランジャ２と、電磁吸入弁３００とを備え、電磁吸入弁３００は、バルブ３０１ｃと、バルブ３０１ｃ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３０２ａと、開弁時にバルブ３０１ｃが当接するバルブストッパ３１３とを有し、ポンプハウジング１に形成した電磁吸入弁挿入孔１ｋに電磁吸入弁３００を取り付け、電磁吸入弁３００を制御して吐出燃料の量を制御する高圧燃料ポンプにおいて、電磁吸入弁挿入孔１ｋに、バルブストッパ３１３に当接する底部１ｋａと、底部１ｋａを貫通し底部１ｋａの両側を連通する燃料通路孔１ａとを設ける。」と開示されている（要約参照）。

また特許文献２には「加圧室１２１に燃料を導く燃料通路１００を有するハウジング本体１１と、燃料通路１００に設けられる弁ボディ３０と、弁ボディ３０の弁座３４に着座または弁座から離座する円板部４１と中空筒状のガイド部４２とからなる弁部材４０と、筒部５１を有するストッパ５０と、弁部材４０に当接可能なニードル６０と、ニードル６０を弁部材４０の閉弁方向に吸引可能な電磁駆動部７０と、を備えている。ストッパ５０は、加圧室１２１側から見たとき、弁部材４０の加圧室１２１側壁面を隠すようにして覆っている。ガイド部４２は、内壁に、ストッパ５０の筒部５１の外壁と摺動可能な筒形状のガイド面４３を有している。スプリング２１は、軸方向の少なくとも一部がガイド面４３の軸方向の少なくとも一部と重なるようにして設けられている。」と開示されている（要約参照）。

特開２０１６−１９１３６７号公報 特開２０１０−１５６２６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の吸入弁構造の場合、吸入弁が径方向に力がかかって傾斜する、あるいは径方向において振れた場合にこの動きを規制することができない。そうすると、吸入弁によるシートがされず、流量低下を招く、あるいは流量制御性の悪化を招くという問題がある。また、吸入弁が傾斜して吸入弁シート部に接触することにより、吸入弁シート部が摩耗することで、シート性能が悪化するという問題があった。

一方で特許文献２に記載の吸入弁の場合、吸入弁の凸部が弁ホルダの内径円筒で摺動ガイドされる構造になっている。しかし、この構造の場合、吸入弁の凸部にばねを保持するための凹み部を加工する必要があり、高精度の加工精度が要求されるうえに、ばねを保持するための部位（凹み部）を加工することによりコストが増大してしまうという問題があった。

そこで本発明では、高圧化、また大流量化が進んだ場合においても、吸入弁の径方向の動きを抑制し、流量制御性を向上させる電磁弁、電磁吸入弁機構、又は高圧燃料ポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の弁機構は、
座巻部と可動部とを有し、前記座巻部と反対側のばね支持部により固定されるばね部材と、
前記ばね部材の前記座巻部の側により付勢される弁体と、
前記弁体が着座することでシールを行う弁座と、
前記弁体と接触して前記弁座と反対方向への前記弁体の移動を規制する接触部を有するストッパと、
を備え、
前記ストッパは、前記接触部に対して前記弁座の側とは反対側に延設される側面を有すると共に、当該ストッパの前記側面の径方向内側で且つばね部材軸方向における前記接触部の側とは反対側の端部に前記ばね支持部を有し、
前記弁体は、前記弁座に着座すると共に前記ストッパの前記接触部に接触する高さの低い円筒部と、前記円筒部における前記弁座の側とは反対側の面から前記ばね支持部の側に凸となるように形成されるとともに前記円筒部よりも高さの高い円筒形状の凸部と、を有し、
前記弁体の前記凸部は、前記ストッパの前記接触部に対して径方向内側に位置して当該凸部の側面と前記ストッパの前記側面とが対面するように配置され、
前記ばね部材は、前記ストッパの前記接触部に対して径方向内側に配置されるとともに、前記弁体の前記凸部に対して径方向外側に配置され、
前記ストッパの前記側面は、前記ばね支持部の側とは反対側に最大径の側面部が位置するように、径の大きさが異なる複数の側面部から構成され、
前記ばね部材の径方向中心を通り、ばね部材軸方向に切った断面において、前記弁体の前記凸部の先端部は、前記弁体が前記弁座に着座した状態において、前記ばね部材の前記座巻部に隣接する前記可動部の少なくとも一巻き目の径方向両側の巻線断面に対し、前記ばね支持部の側に位置し、且つ、前記弁体が前記ストッパの前記接触部に接触した状態において、前記ストッパの前記側面のうち最大径の前記側面部よりも前記ばね支持部の側に位置し、
前記弁体の傾斜又は径方向に振れる動きが前記凸部と前記ばね部材とで抑制されるように構成される。

本発明によれば、高圧化、また大流量化が進んだ場合においても、吸入弁の径方向の動きを抑制し、流量制御性を向上させる電磁弁、電磁吸入弁機構、又は高圧燃料ポンプを提供することが可能となる。
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。

高圧燃料ポンプについて、プランジャの軸方向に切断して示す全体断面図である。 高圧燃料ポンプについて、プランジャの軸方向に垂直な方向に切断して示す全体断面図であり、燃料の吸入口軸中心及び吐出口軸中心における断面図である。 高圧燃料ポンプの図１とは別の角度の全体断面図であり、吸入ジョイント軸中心における断面図である。 高圧燃料ポンプの電磁吸入弁機構の縦断面図を拡大した図である。 高圧燃料ポンプを含む、システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施例の高圧燃料ポンプの吸入弁構造を拡大して説明する図である。 本発明の実施例の弁体（吸入弁３０）が弁座（吸入弁シート部３１ａ）に着座した状態の吸入弁構造を拡大して説明する図である。 本発明の実施例の弁体（吸入弁３０）がストッパ３２と接触した状態の吸入弁構造を拡大して説明する図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施例による高圧燃料ポンプの構成及び作用効果について説明する。本実施例の高圧燃料ポンプは２０ＭＰａ以上の高圧燃料を吐出する高圧燃料ポンプである。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

（全体構成）
最初に、図５に示すエンジンシステムの全体構成図を用いてシステムの構成と動作を説明する。破線で囲まれた部分が高圧燃料ポンプの本体を示し、この破線の中に示されている機構・部品はポンプボディ１に一体に組み込まれていることを示す。

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と称す）からの信号に基づきフィードポンプ２１によって汲み上げられる。この燃料は適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料ポンプの低圧燃料吸入口１０ａに送られる。低圧燃料吸入口１０ａから吸入ジョイント５１（図２参照）を通過した燃料は金属ダンパ９（圧力脈動低減機構）、吸入通路１０ｄを介して容量可変機構を構成する電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。

電磁吸入弁機構３００に流入した燃料は、吸入弁３０を通過し加圧室１１に流入する。
エンジン（内燃機関）のカム９３（図１参照）によりプランジャ２に往復運動する動力が与えられる。プランジャ２の往復運動により、プランジャ２の下降行程には吸入弁３０から燃料を吸入し、上昇行程には、燃料が加圧される。吐出弁機構８を介し、圧力センサ２６が装着されているコモンレール２３へ燃料が圧送される。そしてＥＣＵ２７からの信号に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。本実施例はインジェクタ２４がエンジンのシリンダ筒内に直接、燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンシステムに適用される高圧燃料ポンプである。高圧燃料ポンプは、ＥＣＵ２７から電磁吸入弁機構３００への信号により、所望の供給燃料の燃料流量を吐出する。

（高圧燃料ポンプの構成）
次に、図１〜図４を用いて、高圧燃料ポンプの構成を説明する。図１は高圧燃料ポンプの縦断面図を示し、図２は高圧燃料ポンプを上方から見た水平方向断面図である。また図３は高圧燃料ポンプを図１と別方向から見た縦断面図である。図４は電磁吸入弁機構３００の拡大図である。

図１に示すように、高圧燃料ポンプは、金属ダンパ９と、金属ダンパ９を収容するダンパ収容部１ｐが形成されるポンプボディ１（ポンプ本体）と、ポンプボディ１に取付けられ、ダンパ収容部１ｐを覆うと共に金属ダンパ９をポンプボディ１との間に保持するダンパカバー１４と、ダンパカバー１４に固定され、ダンパカバー１４と反対側から金属ダンパ９を保持する保持部材９ａと、を備えている。保持部材９ａは金属ダンパ９とポンプボディ１との間に配置され、ポンプボディ１の側から金属ダンパ９を保持する。高圧燃料ポンプはポンプボディ１に設けられた取付けフランジ１ｅ（図２参照）を用い内燃機関の高圧燃料ポンプ取付け部９０に密着し、複数のボルトで固定される。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ取付け部９０とポンプボディ１との間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１に嵌め込まれ、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。ポンプボディ１にはプランジャ２の往復運動をガイドし、ポンプボディ１と共に加圧室１１を形成するシリンダ６が取り付けられている。また燃料を加圧室１１に供給するための電磁吸入弁機構３００と加圧室１１から吐出通路に燃料を吐出するための吐出弁機構８（図２参照）が設けられている。

シリンダ６は、図１に示すように、その外周側においてポンプボディ１と圧入され、さらに固定部６ａにおいて、ボディを内周側へ変形させてシリンダ６を図中上方向へ押圧し、シリンダ６の上端面で加圧室１１にて加圧された燃料が低圧側に漏れないようシールしている。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（カム機構）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。これにより、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）がポンプボディ１の内部に流入するのを防止する。

高圧燃料ポンプのポンプボディ１の側面部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燃料ポンプ内部に供給される。吸入ジョイント５１内の吸入フィルタ５２（図３参照）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ポンプ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、図１に示すように、金属ダンパ９、吸入通路１０ｄ（低圧燃料流路）を介して電磁吸入弁機構３００の吸入ポート３１ｂに至る。

図４に基づいて電磁吸入弁機構３００について詳細に説明する。なお、図１、２、４に電磁吸入入弁機構３００が示されているが、これらの図に示す構造は本発明を適用しない場合について示すものである。

コイル部は、第１ヨーク４２、電磁コイル４３、第２ヨーク４４、ボビン４５、端子４６、コネクタ４７から成る。ボビン４５に銅線が複数回巻かれたコイル４３が、第１ヨーク４２と第２ヨーク４４により取り囲まれる形で配置され、樹脂部材であるコネクタと一体にモールドされ固定される。二つの端子４６のそれぞれの方端はコイルの銅線の両端にそれぞれ通電可能に接続される。端子４６も同様にコネクタと一体にモールドされ残りの方端がエンジン制御ユニット側と接続可能な構成としている。

コイル部は第１ヨーク４２の中心部の穴部が、アウターコア３８に圧入され固定される。その時、第２ヨーク４４の内径側は、固定コア３９と接触もしくは僅かなクリアランス近接する構成となる。

第１ヨーク４２、第２ヨーク４４共に、磁気回路を構成するために、また耐食性を考慮し磁性ステンレス材料とし、ボビン４５、コネクタ４７は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。コイルに４３は銅、端子４６には真鍮に金属めっきを施した物を使用する。

このように、アウターコア３８、第１ヨーク４２、第２ヨーク４４、固定コア３９、アンカー部３６で磁気回路を形成し、コイルに電流を与えると、固定コア３９、アンカー部３６間に磁気吸引力が発生し、互いに引き寄せられる力が発生する。アウターコア３８において、固定コア３９とアンカー部３６とがお互い磁気吸引力を発生させる軸方向部位を極力薄肉にすることで、磁束のほぼ全てが固定コア３９とアンカー部３６の間を通過するため、効率良く磁気吸引力を得ることができる。

ソレノイド機構部は、可動部であるロッド３５、アンカー部３６、固定部であるロッドガイド３７、アウターコア３８、固定コア３９、そして、ロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１からなる。

可動部であるロッド３５とアンカー部３６は、別部材に構成している。ロッド３５はロッドガイド３７の内周側で軸方向に摺動自在に保持され、アンカー部３６の内周側は、ロッド３５の外周側で摺動自在に保持される。すなわち、ロッド３５及びアンカー部３６共に幾何学的に規制される範囲で軸方向に摺動可能に構成されている。

アンカー部３６は燃料中で軸方向に自在に滑らかに動くために、部品軸方向に貫通する貫通穴３６ａを１つ以上有し、アンカー部前後の圧力差による動きの制限を極力排除している。

ロッドガイド３７は、径方向には、ポンプ本体１の吸入弁が挿入される穴の内周側に挿入され、軸方向には、吸入弁シートの一端部に突き当てられ、ポンプ本体１に溶接固定されるアウターコア３８とポンプ本体１との間に挟み込まれる形で配置される構成としている。ロッドガイド３７にもアンカー部３６と同様に軸方向に貫通する貫通穴３７ａが設けられ、アンカー部が自在に滑らかに動くことができる様、アンカー部側の燃料室の圧力がアンカー部の動きを妨げない様に構成している。

アウターコア３８は、ポンプ本体１と溶接される部位との反対側の形状を薄肉円筒形状としており、その内周側に固定コア３９が挿入される形で溶接固定される。固定コア３９の内周側にはロッド付勢ばね４０が、細径部をガイドに配置され、ロッド３５が吸入弁３０と接触し、吸入弁が吸入弁シート部３１ａから引き離す方向、すなわち吸入弁の開弁方向に付勢力を与える。吸入弁３０は最大開度にてストッパ３２に接触する。ストッパ３２は金属板がスタンピング加工により形成され、シート部材３１にその外周面が圧入されて固定される。外周面の一部が切欠きとなっており、この切欠きが凹み部と常に連通するように構成され、吸入弁の上流側と加圧室１１とを連通する。なお、本実施例において吸入弁シート部３１ａと、吸入ポート３１ｂとは同一のシート部材３１にて形成される。

アンカー部付勢ばね４１は、ロッドガイド３７の中心側に設けた円筒径の中央軸受部３７ｂに方端を挿入し同軸を保ちながら、アンカー部３６にロッドつば部３５ａ方向に付勢力を与える配置としている。アンカー部３６の移動量３６ｅは吸入弁３０の移動量３０ｅよりも大きく設定される。確実に吸入弁３０が閉弁するためである。なお、本実施例において、ロッドガイド３７は上記したシート部材３１と同一の部材にて形成される。

ロッド３５とロッドガイド３７にはお互い摺動するため、またロッド３５は吸入弁３０と衝突を繰返すため、硬度と耐食性を考慮しマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施したものを使用する。アンカー部３６と固定コア３９は磁気回路を形成するため磁性ステンレスを用い、ロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレスを用いる。

上記構成によれば、吸入弁部とソレノイド機構部には、３つのばねが有機的に配置されて構成されている。吸入弁部に構成される吸入弁付勢ばね３３と、ソレノイド機構部に構成されるロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１がこれに相当する。本実施例ではいずれのばねもコイルばねを使用しているが付勢力を得られる形態であればいかなるものでも構成可能である。

加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、図２に示すように、吐出弁シート８ａ、吐出弁シート８ａと接離する吐出弁８ｂ、吐出弁８ｂを吐出弁シート８ａに向かって付勢する吐出弁ばね８ｃ、吐出弁８ｂのストローク（移動距離）を決める吐出弁ストッパ８ｄから構成される。吐出弁ストッパ８ｄとポンプボディ１は当接部８ｅで溶接により接合され燃料と外部を遮断している。

加圧室１１と吐出弁室１２ａ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、吐出弁室１２ａの燃料圧力よりも大きくなった時に初めて、吐出弁８ｂは吐出弁ばね８ｃに逆らって開弁する。そして、加圧室１１内の高圧の燃料は吐出弁室１２ａ、燃料吐出通路１２ｂ、燃料吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。

吐出弁８ｂは開弁した際、吐出弁ストッパ８ｄ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、吐出弁室１２ａ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ことを防止でき、高圧燃料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、吐出弁ストッパ８ｄの外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。なお、加圧室１１は、ポンプボディ１（ポンプハウジング）、電磁吸入弁機構３００、プランジャ２、シリンダ６、吐出弁機構８にて構成される。

（高圧燃料ポンプの動作）
カム９３の回転により、プランジャ２がカム９３の方向に移動して吸入行程状態にある時は、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ポート３１ｂの圧力よりも低くなると、吸入弁３０は開口状態になる。図４に示すように、燃料は吸入弁３０の開口部３０ｅを通り、加圧室１１に流入する。

プランジャ２が吸入行程を終了した後、プランジャ２が上昇運動に転じ圧縮行程に移る。ここで電磁コイル４３は無通電状態を維持したままであり磁気付勢力は作用しない。ロッド付勢ばね４０は、無通電状態において吸入弁３０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、再び開弁状態の吸入弁３０の開口部３０ｅを通して吸入通路１０ｄへと戻されるので、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、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁吸入弁機構３００に印加されると、電磁コイル４３には端子４６を介して電流が流れる。すると、磁気コア３９とアンカーとの間に磁気吸引力が作用し、これにより磁気付勢力がロッド付勢ばね４０の付勢力に打ち勝ってロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動する。よって、吸入弁付勢ばね３３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により吸入弁３０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し、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁機構８を介して高圧燃料の吐出が行われ、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の下始点から上始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、電磁吸入弁機構３００の電磁コイル４３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４３へ通電するタイミングを早くすれば、上昇行程中の、戻し行程の割合が小さく、吐出行程の割合が大きい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が少なく、高圧吐出される燃料は多くなる。一方、通電するタイミングを遅くすれば上昇行程中の、戻し行程の割合が大きく吐出行程の割合が小さい。すなわち、吸入通路１０ｄに戻される燃料が多く、高圧吐出される燃料は少なくなる。電磁コイル４３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。 以上のように電磁コイル４３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。

（金属ダンパの構成）
図１に示すように、低圧燃料室１０には高圧燃料ポンプ内で発生した圧力脈動が吸入配管２８（燃料配管）へ波及するのを低減させる金属ダンパ９が設置されている。一度、加圧室１１に流入した燃料が、容量制御のため再び開弁状態の吸入弁３０（吸入弁体）を通して吸入通路１０ｄへと戻される場合、吸入通路１０ｄへ戻された燃料により低圧燃料室１０には圧力脈動が発生する。しかし、低圧燃料室１０に設けた金属ダンパ９は、波板状の２枚の円盤型金属板をその外周で張り合わせ、内部にアルゴンのような不活性ガスを注入した金属ダイアフラムダンパで形成されており、圧力脈動はこの金属ダンパが膨張・収縮することで吸収低減される。

プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有し、プランジャ２の往復運動によって副室７ａの体積は増減する。副室７ａは燃料通路１０ｅ（図３参照）により低圧燃料室１０と連通している。プランジャ２の下降時は、副室７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から副室７ａへと燃料の流れが発生する。

このことにより、ポンプの吸入行程もしくは、戻し行程におけるポンプ内外への燃料流量を低減することができ、高圧燃料ポンプ内部で発生する圧力脈動を低減する機能を有している。

ここで、高圧燃料ポンプにおいては近年、吐出燃料の高圧化（２０ＭＰａ以上）、また大流量化が進んでいる。この場合、図１、２、４に示した吸入弁３０に対して、吸入弁軸方向（図１、２、４の左右方向）以外においても大きな力がかかることが本発明者らの鋭意検討により、判明した。しかしながら、図１、２、４に記載の吸入弁構造の場合、吸入弁３０が径方向に力がかかって傾斜する、あるいは径方向において振れた場合にこの動きを規制することができない。そうすると、吸入弁３０によるシートがされず、流量低下を招く、あるいは流量制御性の悪化を招くという問題がある。また、吸入弁３０が傾斜して吸入弁シート部３１ａに接触することにより、吸入弁シート部３１ａが摩耗することで、シート性能が悪化するという問題があった。

そこで本発明の実施例について図６を用いて説明する。本実施例の弁機構は、座巻部３３ａと可動部３３ｂとを有し、座巻部３３ａと反対側のばね支持部３２ａにより固定されるばね部材３３と、ばね部材３３の座巻部３３ａの側により付勢される弁体（吸入弁３０）と、を備えている。また、ばね支持部３２ａの側に凸となるとともに、ばね部材３３の径方向内側に位置する凸部３０ｂが弁体（吸入弁３０）に形成される。そして、図６に示すようにばね部材３０の径方向中心を通り、ばね部材軸方向に切った断面図において、座巻部３３ａに隣接する可動部３３ｂの少なくとも一巻き目の径方向両側の巻線断面に対し、凸部３０ｂの先端部３０ｃがばね支持部３２ａの側に位置するように構成される。

可動部３３ｂのことを有効巻部と呼んでも良く、この可動部３３ｂが実際にばねとして動作する部分になる。可動部３３ｂには隙間が形成されるので、弁体（吸入弁３０）の径方向に大きな力がかかった場合、この可動部の隙間を介して、弁体自身も傾斜する、あるいは振れる動きをすることになる。そこで、本実施例においては、上記したように可動部３３ｂ（有効巻部）の少なくとも一巻き目の径方向両側の巻線断面に対し、凸部３０ｂの先端部３０ｃがばね支持部３２ａの側に位置するように構成される。なお、図６にこの一巻き目の径方向両側の巻線断面の終端を点線で示す。これにより、逆に弁体（吸入弁３０）の径方向に大きな力がかかったとしても、弁体自身が傾斜する、あるいは振れる動きを抑制することが可能となる。したがって、上記したような流量低下、あるいは流量制御性の悪化を招くという問題を解決することが可能である。また、弁体（吸入弁３０）が傾斜して吸入弁シート部３１ａに接触することを抑制できるので、上記したシート性能が悪化するという問題を解決することができる。

また図７に示すように、本実施例の弁機構は、弁体（吸入弁３０）が着座することでシールを行う弁座（吸入弁シート部３１ａ）を備え、弁体（吸入弁３０）が弁座（吸入弁シート部３１ａ）に着座した状態において、ばね部材軸方向に切った断面図において、可動部３３ｂの少なくとも一巻き目の径方向両側の巻線断面に対し、凸部３０ｂの先端部３０ｃがばね支持部３２ａの側に位置するように構成されることが望ましい。なお、可動部３３ｂの少なくとも二巻き目の径方向両側の巻線断面に対し、凸部３０ｂの先端部３０ｃがばね支持部３２ａの側に位置するとさらに径方向への暴れを抑制することが可能である。

また図８に示すように、本実施例の弁機構は、弁体（吸入弁３０）の弁座（吸入弁シート部３１ａ）と反対方向への移動を規制するストッパ３２を備え、弁体（吸入弁３０）がストッパ３２と接触した状態において、ばね部材軸方向に切った断面図において、ばね部材３３の全長の半分の位置に対し、凸部３０ｂの先端部３０ｃがばね支持部３２ａの側に位置するように構成されることが望ましい。

なお、図８は、弁体（吸入弁３０）が接触するストッパ３２の凸部が見える断面でカットした図であり、一方で図６は弁体（吸入弁３０）が接触するストッパ３２の凸部が見えない断面でカットした図である。よって、図６と図８は同じ状態を示している。またストッパ３２は径方向内側でばね部材３３を保持する円筒形状の保持部３２ｃを有するように構成されたことが望ましい。またストッパ３２は、保持部３２ｃの内周面によりばね部材３３を保持するとともに、内周面よりも径方向外側においてストッパ３２を固定する固定部３２ｄを有するように構成されることが望ましい。そして本実施例においてストッパ３２はスタンピング加工により形成されるので、安価に構成することが可能である。

また、弁体（吸入弁３０）の凸部３０ｂは円筒形状に形成されるのが望ましい。また図６に示すように弁体（吸入弁３０）は、高さの低い円筒部３０ｄと、この円筒部３０ｄよりも高さの高い円筒形状の凸部３０ｂとで形成される。そして本実施例の電磁吸入弁機構３００は以上に説明した弁機構と弁体（吸入弁３０）と独立して別体に構成され、弁体（吸入弁３０）を開弁方向に付勢するロッド３５と、ロッド３５を閉弁方向に駆動するアンカー３６と、アンカー３６を閉弁方向に駆動する電磁吸引力を生成するコイル４３と、を備える。

そして本実施例の高圧燃料ポンプは、以上に説明した弁機構と、前記弁体と独立して別体に構成され、前記弁体を開弁方向に付勢するロッド３５と、ロッド３５を閉弁方向に駆動するアンカー３６と、アンカー３６を閉弁方向に駆動する電磁吸引力を生成するコイル４３と、弁体（吸入弁３０）の下流側に位置し、燃料を加圧するための加圧室１１と、加圧室１１の容積を増減させるプランジャ２と、を備える。

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…ポンプボディ、２…プランジャ、１１…加圧室、３０…吸入弁、３０ｂ…凸部、３０ｃ…先端部、３０ｄ…円筒部、３１ａ…吸入弁シート部、３２…ストッパ、３２ａ…ばね支持部、３２ｃ…保持部、３３…ばね部材、３３ａ…座巻部、３３ｂ…可動部、３５…ロッド、３６…アンカー３６、４３…コイル

Claims (7)

1. 座巻部と可動部とを有し、前記座巻部と反対側のばね支持部により固定されるばね部材と、
   前記ばね部材の前記座巻部の側により付勢される弁体と、
   前記弁体が着座することでシールを行う弁座と、
   前記弁体と接触して前記弁座と反対方向への前記弁体の移動を規制する接触部を有するストッパと、
   を備え、
   前記ストッパは、前記接触部に対して前記弁座の側とは反対側に延設される側面を有すると共に、当該ストッパの前記側面の径方向内側で且つばね部材軸方向における前記接触部の側とは反対側の端部に前記ばね支持部を有し、
   前記弁体は、前記弁座に着座すると共に前記ストッパの前記接触部に接触する高さの低い円筒部と、前記円筒部における前記弁座の側とは反対側の面から前記ばね支持部の側に凸となるように形成されるとともに前記円筒部よりも高さの高い円筒形状の凸部と、を有し、
   前記弁体の前記凸部は、前記ストッパの前記接触部に対して径方向内側に位置して当該凸部の側面と前記ストッパの前記側面とが対面するように配置され、
   前記ばね部材は、前記ストッパの前記接触部に対して径方向内側に配置されるとともに、前記弁体の前記凸部に対して径方向外側に配置され、
   前記ストッパの前記側面は、前記ばね支持部の側とは反対側に最大径の側面部が位置するように、径の大きさが異なる複数の側面部から構成され、
   前記ばね部材の径方向中心を通り、ばね部材軸方向に切った断面において、前記弁体の前記凸部の先端部は、前記弁体が前記弁座に着座した状態において、前記ばね部材の前記座巻部に隣接する前記可動部の少なくとも一巻き目の径方向両側の巻線断面に対し、前記ばね支持部の側に位置し、且つ、前記弁体が前記ストッパの前記接触部に接触した状態において、前記ストッパの前記側面のうち最大径の前記側面部よりも前記ばね支持部の側に位置し、
   前記弁体の傾斜又は径方向に振れる動きが前記凸部と前記ばね部材とで抑制されるように構成された弁機構。
2. 請求項１に記載の弁機構において、
   前記弁体が前記ストッパと接触した状態において、ばね部材軸方向に切った前記断面において、前記ばね部材の全長の半分の位置に対し、前記凸部の先端部が前記ばね支持部の側に位置するように構成された弁機構。
3. 請求項１に記載の弁機構において、
   前記ストッパは、径方向内側で前記ばね部材を保持する円筒形状の保持部を有するように構成された弁機構。
4. 請求項３に記載の弁機構において、
   前記ストッパは、前記保持部の内周面により前記ばね部材を保持するとともに、前記内周面よりも径方向外側において前記ストッパを固定する固定部を有するように構成された弁機構。
5. 請求項３又は４に記載の弁機構において、
   前記ストッパはスタンピング加工により形成された弁機構。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の弁機構と、
   前記弁体と独立して別体に構成され、前記弁体を開弁方向に付勢するロッドと、
   前記ロッドを閉弁方向に駆動するアンカーと、
   前記アンカーを前記閉弁方向に駆動する電磁吸引力を生成するコイルと、を備えた電磁吸入弁機構。
7. 請求項６に記載の電磁吸入弁機構と、
   前記弁体の下流側に位置し、燃料を加圧するための加圧室と、
   前記加圧室の容積を増減させるプランジャと、を備えた高圧燃料ポンプ。

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