JPH10141178A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧燃料ポンプ内の電磁弁、プランジャの摺
動部、吐出側のチェック弁への異物のかみ込みによる動
作不良を確実に防止する。 【解決手段】 高圧燃料ポンプは、エンジンのカムシャ
フトに取り付けられたポンプカム４２の回転によりプラ
ンジャ３６を往復運動させることで、燃料加圧室３７内
に燃料を吸入して加圧・吐出し、該燃料加圧室３７の吸
入側に設けた電磁弁１９の通電タイミングを制御するこ
とで、燃料吐出量を制御する。電磁弁１９の燃料取入口
２８の周囲の燃料溜り部１８には、フィルタ部材３０を
燃料取入口２８を覆うように設置する。燃料吸入時に
は、電磁弁１９を開弁し、フィードポンプ側から送られ
てきた燃料を吸入ポート１２から燃料吸入通路１６を通
して燃料溜り部１８に吸入し、更にこの燃料をフィルタ
部材３０で濾過しつつ燃料取入口２８から電磁弁１９の
内部を通過して燃料加圧室３７内に吸入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動力に
よってプランジャを往復動させることで、燃料を吸入・
加圧・吐出するようにした高圧燃料ポンプに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】最近、ガソリンエンジンでは、燃費向
上、出力向上、エミッション低減を狙って、燃料を直接
シリンダ内に噴射するいわゆる直噴ガソリンエンジンが
実用化されている。この直噴ガソリンエンジンでは、燃
料の噴射圧力を通常のガソリンエンジンよりも高圧にす
る必要があるため、燃料タンク内の燃料を汲み上げるフ
ィードポンプから送られてくる０．２〜０．３ＭＰａの
燃料を高圧燃料ポンプで１０数ＭＰａ程度に加圧して燃
料噴射弁のコモンレールに送り込むようにしている。従
来の高圧燃料ポンプは、特開平８−１４１４０号公報に
示すように、エンジンのカムシャフトと一体的に回転す
るポンプカムによってプランジャを往復運動させること
で、燃料加圧室内に燃料を吸入して加圧・吐出し、該燃
料加圧室の吸入側に設けた電磁弁の通電タイミングを要
求燃料噴射量に応じて制御することで、燃料吐出量を制
御するようになっている。更に、高圧燃料ポンプ内の電
磁弁、プランジャの摺動部や吐出側のチェック弁への異
物のかみ込みによる動作不良を防ぐために、フィードポ
ンプと高圧燃料ポンプとの間を接続する燃料配管中に燃
料フィルタを設け、高圧燃料ポンプに送る燃料に含まれ
ている異物を捕獲するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
造では、フィードポンプと高圧燃料ポンプとの間を接続
する燃料配管中に燃料フィルタを設けているため、燃料
フィルタと高圧燃料ポンプとの間の燃料配管に残留して
いた異物が剥がれて流れ出しても、この異物は燃料フィ
ルタでは取り除くことができない。従って、この異物
は、そのまま高圧燃料ポンプ内に流れ込んで、電磁弁、
プランジャの摺動部や吐出側のチェック弁にかみ込まれ
るおそれがあり、これが動作不良を引き起こす原因とな
る。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、高圧燃料ポンプ内の
電磁弁、プランジャの摺動部、吐出側のチェック弁への
異物のかみ込みによる動作不良を従来より確実に防止す
ることができる高圧燃料ポンプを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の高圧燃料ポンプは、電磁弁の弁
座よりも上流側に、吸入燃料に含まれている異物を捕獲
するフィルタ部材を内蔵している。従って、燃料配管か
ら高圧燃料ポンプ内に吸入される燃料に含まれている異
物をフィルタ部材で確実に取り除くことができ、高圧燃
料ポンプ内の電磁弁、プランジャの摺動部、吐出側のチ
ェック弁への異物のかみ込みによる動作不良を従来より
確実に防止することができて、高圧燃料ポンプの信頼性
を向上することができる。

【０００６】この場合、請求項２のように、フィルタ部
材を、電磁弁のバルブボディに形成された燃料取入口を
覆うように設置することが好ましい。つまり、異物のか
み込みを防ぐ必要のある電磁弁、プランジャの摺動部、
チェック弁のうち、最も上流側に位置するものは、電磁
弁であるため、フィルタ部材を電磁弁の燃料取入口に設
置することで、高圧燃料ポンプの吸入口から電磁弁の燃
料取入口までの燃料通路に残留していた異物（例えばね
じ切り加工により生じた金属切粉）が剥がれて流れ出し
ても、その異物を電磁弁の燃料取入口でフィルタ部材に
よって確実に捕獲することができる。これにより、高圧
燃料ポンプ内の吸入側燃料通路に残留していた異物につ
いても電磁弁等へのかみ込みを未然に防ぐことができ、
高圧燃料ポンプの信頼性を更に向上することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、高圧燃料ポンプ全体の構成
を図１に基づいて説明する。ポンプ本体１１に形成され
た吸入ポート１２の内周面には雌ねじ部が形成され、そ
こに筒状の吸入口体１４の外周面に形成された雄ねじ部
を締め込むことで、該吸入口体１４を吸入ポート１２に
連結固定している。この吸入口体１４は燃料配管１５を
介してフィードポンプ（図示せず）の吐出口に接続さ
れ、燃料タンク（図示せず）内の燃料がフィードポンプ
で汲み上げられ、燃料配管１５を通して吸入口体１４に
送られてくる。上記吸入ポート１２の底部には、燃料吸
入通路１６とリターン通路１７とが形成され、燃料吸入
通路１６は、ポンプ本体１１の中央部に形成された環状
の燃料溜り部１８に連通している。この燃料溜り部１８
は、電磁弁１９を取り付ける取付穴２０の下部空間部を
利用して形成されている。

【０００８】電磁弁１９のハウジング２１の外周部に形
成した雄ねじ部を取付穴２０の内周面に形成した雌ねじ
部に締め込むことで、電磁弁１９をポンプ本体１１に組
み付けている。この電磁弁１９は、ソレノイドコイル
（図示せず）の通電／断電によって弁体２２を上下動さ
せるものであり、図２に示すように、弁体２２を一体に
形成した弁シャフト２３は、ハウジング２１の下部にか
しめ固定されたバルブボディ２４の中心孔部２５に上下
方向に摺動自在に挿通され、該バルブボディ２４の中心
孔部２５の下部に下向きに形成したテーパ状の弁座２６
に対して、弁体２２の上面テーパ部が当接／離間するよ
うになっている。

【０００９】弁シャフト２３は、電磁弁１９に内蔵され
たスプリング（図示せず）によって下方に付勢され、ソ
レノイドコイルの断電時には、スプリングの弾発力によ
り弁体２２が弁座２６から下方に離間して開弁状態とな
ると共に、該弁体２２がその下方に固定されたストッパ
プレート２７に当接した状態に保持される。一方、ソレ
ノイドコイルの通電時には、その電磁吸引力により弁体
２２が上方に吸引されて弁座２６に当接し、閉弁状態と
なる。

【００１０】バルブボディ２４には、複数の燃料取入口
２８が放射状に貫通するように形成され、該バルブボデ
ィ２４の下部中央に弁座２６と連続するように形成され
た環状の燃料通路２９に各燃料取入口２８が連通してい
る。このバルブボディ２４の外周側の燃料溜り部１８に
は、吸入燃料に含まれている異物を捕獲するフィルタ部
材３０が燃料取入口２８を覆うように設置されている。
このフィルタ部材３０は、図２及び図３に示すように、
金網３１を筒状の樹脂枠３２にインサート成形して構成
したものであり、樹脂枠３２の上下両端内周部をハウジ
ング２１とバルブボディ２４に圧入することで、該フィ
ルタ部材３０を固定している。

【００１１】この構成では、吸入口体１４から燃料吸入
通路１６を通して燃料溜り部１８に流入した燃料は、フ
ィルタ部材３０で濾過されつつ燃料取入口２８からバル
ブボディ２４内の燃料通路２９に吸入される。バルブボ
ディ２４の弁座２６の下側部分と弁体２２の外周部との
間には、環状の燃料通路３３が形成され、開弁時に弁体
２２が当接するストッパプレート２７には、上記燃料通
路３３と連通する貫通孔３４が形成されている。

【００１２】図１に示すように、ポンプ本体１１の中心
部には、ストッパプレート２７の真下に位置してシリン
ダ部３５が上下方向に形成され、このシリンダ部３５に
プランジャ３６が上下摺動自在に嵌合され、該シリンダ
部３５の上部に形成される空間部が燃料加圧室３７とな
っている。この燃料加圧室３７は、ストッパプレート２
７の貫通孔３４を通してバルブボディ２４下端内周の燃
料通路３３に連通している。燃料加圧室３７内の高圧燃
料の一部がプランジャ３６とシリンダ部３５との摺動部
に漏れた場合には、その燃料は、シリンダ部３５の内壁
部に形成された燃料溜り溝（図示せず）で溜められ、該
燃料溜り溝からリターン通路１７を通して吸入ポート１
２側に戻される。

【００１３】ポンプ本体１１の下部には、筒状のタペッ
トガイド３８がねじ３９によって取り付けられ、このタ
ペットガイド３９に、プランジャ３６の下端を受け支え
るタペット４０が上下摺動自在に嵌合支持されている。
このタペット４０内に装着したスプリング４１によって
該タペット４０とプランジャ３６が下方に付勢され、そ
の付勢力によってタペット４０がポンプカム４２に当接
した状態に保持される。このポンプカム４２は、内燃機
関であるガソリンエンジン（図示せず）の動力によって
回転されるカムシャフト（図示せず）に取り付けられ、
ポンプカム４２の回転によってプランジャ３６が上下方
向に往復運動する。

【００１４】ポンプ本体１１には、吐出ポート４３と、
この吐出ポート４３と燃料加圧室３７との間を連通させ
る燃料吐出通路４４とが形成されている。吐出ポート４
３の内周面には、雌ねじ部が形成され、そこにチェック
弁４５が締め込まれている。このチェック弁４５は、弁
ケース４６内に弁体４７とこれを閉弁方向に付勢するス
プリング４８とを収納し、弁ケース４６に筒状の弁座４
９を圧入したものである。そして、燃料加圧室３７内の
燃料圧力が開弁圧力（スプリング４８の弾発力）よりも
低いときには、スプリング４８の弾発力によって弁体４
７が弁座４９に当接して閉弁状態となり、燃料の吐出を
阻止する。

【００１５】その後、燃料加圧室３７内の燃料圧力が開
弁圧力よりも高くなると、その燃料圧力により弁体４７
が弁座４９からリフトされ、開弁状態となる。この状態
では、燃料加圧室３７内の高圧燃料が燃料吐出通路４４
を通って弁座４９と弁体４７との隙間から弁ケース４６
内に吐出され、この弁ケース４６の吐出口５０から燃料
配管５１を通してコモンレール（図示せず）に送り込ま
れる。以上のように構成された高圧燃料ポンプは、例え
ばエンジンのヘッドカバー（図示せず）に組み付けられ
る。

【００１６】次に、この高圧燃料ポンプの動作について
説明する。燃料加圧室３７内に燃料を吸入する際には、
電磁弁１９への通電が断たれ、弁体２２が弁座２６から
下方に離間し、開弁状態に保持される。この状態で、ポ
ンプカム４２の回転によりプランジャ３６が下降する
と、フィードポンプ側から送られてきた燃料が高圧燃料
ポンプの吸入ポート１２から燃料吸入通路１６を通して
燃料溜り部１８に吸入され、更にこの燃料がフィルタ部
材３０で濾過されつつ燃料取入口２８から電磁弁１９の
内部を通過して燃料加圧室３７内に吸入される。

【００１７】その後、プランジャ３６が下死点まで下降
した後は、プランジャ３６がポンプカム４２の回転によ
り押し上げられる。その当初は、電磁弁１９が開弁状態
であるため、燃料加圧室３７内の燃料が電磁弁１９内へ
押し戻されるが、燃料加圧室３７内の燃料量が要求噴射
量相当になったときに、電磁弁１９に通電され、弁体２
２が上方に吸引されて弁座２６に当接し、閉弁状態とな
る。これにより、燃料加圧室３７から電磁弁１９への燃
料の逆流が阻止され、以後、プランジャ３６の上昇に伴
って燃料加圧室３７内の燃料が加圧される。加圧初期
は、チェック弁４５がスプリング４８の弾発力によって
閉弁状態に保持されているため、プランジャ３６の上昇
に伴って燃料加圧室３７内の燃料圧力が上昇する。

【００１８】その後、燃料加圧室３７内の燃料圧力がチ
ェック弁４５の開弁圧力よりも高くなったときに、チェ
ック弁４５が開弁し、燃料加圧室３７内の高圧燃料が燃
料吐出通路４４からチェック弁４５を通過してコモンレ
ールへ吐出される。このような動作により、フィードポ
ンプから送られてくる０．２〜０．３ＭＰａの燃料が燃
料加圧室３７で１０数ＭＰａ程度に加圧されてコモンレ
ールへ吐出される。この高圧燃料の吐出は、プランジャ
３６が上死点に到達するまで継続される。

【００１９】そして、プランジャ３６が上死点に到達し
たときに、電磁弁１９への通電が断たれて電磁弁１９が
開弁され、その後、プランジャ３６が下降し始めると、
燃料加圧室３７内への燃料の吸入が開始される。この
際、フィードポンプ側から高圧燃料ポンプ内に送られて
きた燃料は、フィルタ部材３０で濾過されつつ燃料取入
口２８から電磁弁１９の内部を通過して燃料加圧室３７
内に吸入される。

【００２０】従来は、高圧燃料ポンプの内部にフィルタ
部材が設けられていないため、吸入口体１４のねじ固定
部や電磁弁１９のねじ固定部のねじ切り加工により生じ
た金属切粉等の異物が剥がれて吸入燃料中に流れ出す
と、その異物が電磁弁１９の弁座２６、プランジャ３６
の摺動部やチェック弁４５の弁座４９にかみ込まれるお
それがあり、これが動作不良を引き起こす原因となる。

【００２１】そこで、上記実施形態では、異物のかみ込
みを防ぐ必要のある電磁弁１９、プランジャ３６の摺動
部、チェック弁４５のうち、最も上流側に位置するもの
が電磁弁１９である点に着目し、フィルタ部材３０を電
磁弁１９の燃料取入口２８に設置している。このため、
吸入口体１４のねじ固定部や電磁弁１９のねじ固定部の
ねじ切り加工により生じた金属切粉等の異物が剥がれて
流れ出しても、その異物を電磁弁１９の燃料取入口２８
でフィルタ部材３０によって確実に捕獲することができ
る。これにより、高圧燃料ポンプ内の吸入側燃料通路に
残留していた異物が電磁弁１９、プランジャ３６の摺動
部やチェック弁４５にかみ込まれることを未然に防ぐこ
とができ、高圧燃料ポンプの信頼性を向上することがで
きる。

【００２２】しかも、上記実施形態では、フィルタ部材
３０の設置スペースとして、電磁弁１９の燃料取入口２
８の外周囲を取り巻く燃料溜り部１８を利用しているた
め、比較的濾過面積の大きな筒状のフィルタ部材３０を
容易に設置することができ、濾過抵抗を小さくできると
共に、異物の捕獲によるフィルタ部材３０の濾過抵抗の
経時的な増加を少なくすることができ、フィルタ部材３
０の長寿命化も可能である。

【００２３】しかしながら、本発明は、フィルタ部材３
０を電磁弁１９の燃料取入口２８に設置する構成に限定
されず、高圧燃料ポンプの吸入口体１４から電磁弁１９
の弁座２６までの燃料通路（つまり弁座２６よりも上流
側）であれば、他の部位にフィルタ部材を設置するよう
にしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す高圧燃料ポンプの縦
断面図

【図２】フィルタ部材の周辺部分の拡大断面図

【図３】フィルタ部材の拡大正面図

【符号の説明】

１１…ポンプ本体、１２…吸入ポート、１４…吸入口
体、１６…燃料吸入通路、１７…リターン通路、１８…
燃料溜り部、１９…電磁弁、２２…弁体、２３…弁シャ
フト、２４…バルブボディ、２６…弁座、２７…ストッ
パプレート、２８…燃料取入口、３０…フィルタ部材、
３１…金網、３２…樹脂枠、３５…シリンダ部、３６…
プランジャ、３７…燃料加圧室、４０…タペット、４１
…スプリング、４２…ポンプカム、４３…吐出ポート、
４４…燃料吐出通路、４５…チェック弁、４６…弁ケー
ス、４７…弁体、４８…スプリング、４９…弁座、５０
…吐出口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の動力によってプランジャを往
   復運動させることで燃料加圧室内に燃料を吸入して加圧
   ・吐出し、該燃料加圧室の吸入側に設けた電磁弁の通電
   タイミングを制御することで、燃料吐出量を制御するよ
   うにした高圧燃料ポンプにおいて、 前記電磁弁の弁座よりも上流側に、吸入燃料に含まれて
   いる異物を捕獲するフィルタ部材を内蔵したことを特徴
   とする高圧燃料ポンプ。
2. 【請求項２】 前記フィルタ部材は、前記電磁弁のバル
   ブボディに形成された燃料取入口を覆うように設置され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の高圧燃料ポン
   プ。