JPH10160013A - 高圧流体用逆止弁とそれを用いる燃料噴射装置の燃料加圧用ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性の低下等の不具合を招くことなく、高
圧流体の逆流を確実に防止する。 【解決手段】 チェックシート４１の流体導入孔４０の
端縁に環状突起４５を形成する。弁体４２に、チェック
シート４１の環状突起４５に密接する弾性シール４６
と、チェックシート４１の一般面に当接する環状の端面
４７を設ける。環状の端面４７はチェックシート４１に
当接して弾性シール４６の過大変形を規制する。弁体４
２はスプリング４３によって閉弁方向に付勢する。閉弁
時にはシール性能の高い弾性シール４６で流体導入孔４
０を閉塞することができるため、流体の逆流を確実に防
止することができる。弾性シール４６の過大変形を弁体
４２の端面とチェックシート４１との接触によって規制
することができるため、弾性シール４６の耐久性も向上
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、高圧流体の逆流を
確実に防止することのできる高圧流体用逆止弁とそれを
用いる燃料噴射装置の燃料加圧用ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等に用いられる燃料噴射装置は、
エンジン駆動されるポンプによって燃料を高圧に加圧
し、その加圧された燃料をインジェクターによってエン
ジン内部に噴射する。

【０００３】このような燃料噴射装置の場合、エンジン
始動時には燃料を早急に昇圧しなければならず、この燃
料の昇圧が遅れるとエンジンの速やかな始動が難しくな
る。この昇圧遅れの一つの原因としては、エンジン停止
時に、ポンプ本体とインジェクターを連通する吐出通路
の燃料圧が低下し、その燃料圧の低下に伴って発生した
ベーパが昇圧を遅らせることが考えられるが、この燃料
圧の低下の問題に対して現状ではポンプ本体の吐出逆止
弁の作用に専ら頼り、それ以外の特別な対策は何等施し
ていない。

【０００４】尚、この関連技術は、例えば、特開平７−
１２０２９号公報等に示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ポンプ本体に用いられ
る吐出逆止弁は金属面同士の接触によって閉弁時の密閉
を保つようにしているため、その密閉には限界があり、
エンジン停止時にポンプ本体の内部圧が低下すると、吐
出通路とポンプ本体との圧力差により吐出通路の圧力が
数分で大きく低下してしまう（図８中の破線参照）。こ
のため、エンジンの停止時間が長いと、吐出通路の圧力
が大きく低下し、その結果、吐出通路内にベーパが発生
してエンジン始動時の昇圧遅れを招き易くなる。

【０００６】また、逆止弁に関しては、閉弁時の密閉を
より高める手段としてゴム材料等の弾性シールを用いる
ことが考えられるが、弾性シールはシール性能は高い反
面、耐久面においては金属シールに劣るため、このよう
な逆止弁を燃料加圧用ポンプのような高圧流体が作用す
る部位に用いた場合には、弾性シールが大きな流体圧で
チェックシートに押し付けられたときに弾性シールのシ
ール面に劣化を生じることが考えられる。このため、高
圧流体の作用する部位には、弾性シールを用いた上記の
ような逆止弁は採用することができないというのが現状
である。

【０００７】そこで本発明は、耐久性の低下等の不具合
を招くことなく高圧流体の逆流を確実に防止することの
できる高圧流体用逆止弁とそれを用いる燃料噴射装置の
燃料加圧用ポンプを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段として、請求項１の発明は、高圧流体用逆止弁におい
て、流体導入孔の端縁に環状突起を有するチェックシー
トと、前記環状突起に密接して前記流体導入孔を閉塞す
る弾性シールと前記チェックシートまたは他の固定部材
に当接して前記弾性シールの過大変形を規制するストッ
パとを有する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢するス
プリングと、を備えた構成とした。閉弁状態において
は、弁体がスプリングの付勢力によってチェックシート
方向に押し付けられ、弁体の弾性シールがチェックシー
トの環状突起に密接して流体導入孔を閉塞すると共に、
ストッパがチェックシートまたは他の固定部材に当接し
て弾性シールの過大変形を規制する。このため、スプリ
ング側の高圧流体により弁体がチェックシートに強力に
押し付けられても弾性シールには必要以上の荷重が加わ
らなくなる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明のスト
ッパを、弾性シールを囲繞するように環状に形成して、
その環状の端面をチェックシートまたは他の固定部材に
密接するようにした。この場合、閉弁時にストッパが弾
性シールの周域においてチェックシートまたは他の固定
部材に密接し、弾性シールと共に二重のシールとして機
能するようになる。

【００１０】請求項３の発明は、燃料噴射装置の燃料加
圧用ポンプにおいて、ポンプ本体と燃料噴射装置のイン
ジェクターを連通する吐出通路に高圧流体用逆止弁を介
装し、この高圧流体用逆止弁を、流体導入孔の端縁に環
状突起を有するチェックシートと、前記環状突起に密接
して前記流体導入孔を閉塞する弾性シールと前記チェッ
クシートまたは他の固定部材に当接して前記弾性シール
の過大変形を規制するストッパとを有する弁体と、この
弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、を備えた構成
とした。エンジン停止時には、高圧流体用逆止弁の弾性
シールがチェックシートの流体導入孔を確実に閉塞する
ため、このとき吐出通路の内部はほぼエンジン停止前の
高い圧力に維持される。

【００１１】請求項４の発明は、請求項３の発明のスト
ッパを、弾性シールを囲繞するように環状に形成して、
その環状の端面をチェックシートまたは他の固定部材に
密接するようにした。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１〜
図８に基づいて説明する。

【００１３】この実施例は、自動車の燃料噴射装置の燃
料加圧用のポンプにアキシャルプランジャポンプ１を適
用したもので、図２，３に示すように、モータＭ駆動す
る供給ポンプ２を介して燃料タンク３から供給されたガ
ソリン等の燃料をこのアキシャルプランジャポンプ１に
よって所定の圧力に加圧してインジェクター４に供給
し、その燃料をインジェクター４でエンジンのシリンダ
（図示せず。）内に噴射すると共に、インジェクター４
での射出圧を調整する高圧レギュレータ７０において余
剰燃料をポンプ１の吸入通路５に戻すようになってい
る。

【００１４】アキシャルプランジャポンプ１は、ポンプ
ハウジング６が凹部を有するハウジング本体７と、その
前端部に取り付けられるフロントカバー８とから成り、
ハウジング本体７の凹部内には、バルブブロック９とシ
リンダブロック１０とが重合状態でボルト１１によって
結合されている。また、フロントカバー８には、駆動軸
１２がニードルベアリング及びメタルベアリングから成
るラジアル軸受１３ａ，１３ｂを介して支持されてお
り、この駆動軸１２のポンプハウジング６内に臨む側の
端部には、その端面が軸線に対して所定角度に傾斜した
斜板１４が一体に形成され、ポンプハウジング６の外部
に突出する側の端部には、エンジンのカムシャフト（図
示せず。）と結合するためのカップリング１５が設けら
れている。

【００１５】前記シリンダブロック１０は、軸方向に沿
ったシリンダ孔１６が周方向等間隔に複数個形成されて
おり、この各シリンダ孔１６に、前記斜板１４方向にス
プリング付勢されたプランジャ１７が進退自在に収容さ
れている。この各プランジャ１７は、その頂部面に半球
状の凹部が形成され、この凹部にシュー１８が摺動自在
に嵌合保持されている。

【００１６】また、このシリンダブロック１０の背部の
バルブブロック９には、シリンダブロック１０の各シリ
ンダ孔１６に連通する複数個の吸入ポート１９と吐出ポ
ート２０が形成されており、各吸入ポート１９には吸入
チェック弁２１が、また、各吐出ポート２０には吐出チ
ェック弁２２が夫々設けられている。このうち吸入ポー
ト１９は、対応するシリンダ孔１６からバルブブロック
９の軸方向に沿って形成され、バルブブロック９の背部
において、ハウジング本体７の底壁内面に形成された吸
入側環状溝２３に連通し、この環状溝２３を介してハウ
ジング本体７の吸入通路５に連通している。これに対し
て、前記吐出ポート２０は、対応するシリンダ孔１６か
らバルブブロック９の径方向外側に放射状に形成され、
バルブブロック９の外周面に形成された吐出側環状溝２
４に連通し、この環状溝２４を介してハウジング本体７
の吐出通路２５に連通している。したがって、各プラン
ジャ１７がシリンダ孔１６内で進退動作した場合には、
吸入側環状溝２３を介して各シリンダ孔１６内に燃料が
吸い入れられ、その燃料が吐出側環状溝２４を通して吐
出通路２５に送り出される。尚、この実施例において、
ポンプ本体は、斜板１４、シリンダブロック１０、バル
ブブロック９等によって構成されている。

【００１７】ここで、前記ハウジング本体７の吸入通路
５は、供給ポンプ２に配管接続される吸入配管接続口２
６（図３参照。）と前記吸入側環状溝２３（図２参
照。）とを連通する通路で、その通路途中には、供給ポ
ンプ２から送られた燃料を所定低圧に調圧するための低
圧レギュレータ２７が介装されている。この低圧レギュ
レータ２７は、ハウジング本体７の最上部に組付けら
れ、吸入通路５の圧力が設定圧以上になると、余剰分の
燃料をドレーン通路２８に排出し、残余の燃料を吸入通
路５の後流側（環状溝２３側）に流すようになってい
る。

【００１８】一方、駆動軸１２に形成された斜板１４の
端面には、有底円筒状の補助プレート２９が相対回動可
能に取り付けられている。この補助プレート２９は、そ
の斜板１４側の端面の中央にボス３０が突設され、この
ボス３０が、斜板１４の端面中央に形成された支持穴３
１に相対回転可能に嵌入されている。そして、この補助
プレート２９のシリンダブロック１０側の端面には、硬
度が高く、摩擦係数の小さい円環状のスラストプレート
３２が結合され、このスラストプレート３２に、前記シ
ュー１８が摺動自在に当接するようになっている。各プ
ランジャ１７は前述のように斜板１４方向にスプリング
付勢されているため、各シュー１８はこのプランジャ１
７の付勢力を受けて常時スラストプレート３２に押し付
けられている。また、フロントカバー８と斜板１４の
間、及び、斜板１４と補助プレート２９の間にはスラス
ト軸受３３ａ，３３ｂが夫々介装されている。

【００１９】さらにまた、前記補助プレート２９とスラ
ストプレート３２の間には、円環状の樹脂製ダイヤフラ
ム３４の内周縁部が密閉状態で挟着されている。このダ
イヤフラム３４の外周縁部は、ハウジング本体７とフロ
ントカバー８の接合部間に密閉状態で挟着されていて、
ポンプ内部がこのダイヤフラム３４によってシリンダブ
ロック１０側の作動液室３５と駆動軸１２側の潤滑液室
３６とに隔成されている。そして、作動液室３５はシリ
ンダブロック１０からの漏出燃料によって満たされるよ
うになっており、潤滑液室３６には、駆動軸１２の周域
の軸受３３ａ，３３ｂ等を潤滑するための潤滑液が封入
されている。

【００２０】ところで、ポンプ本体とインジェクター４
を連通する前記吐出通路２５の吐出側環状溝２４の近傍
位置には、高圧流体用逆止弁３８がフィルター３９と共
に取れ付けられている。この高圧流体用逆止弁３８は、
図１，図７に示すように、吐出側環状溝２４側に連通す
る流体導入孔４０を有するチェックシート４１と、この
チェックシート４１に近接離反して流体導入孔４０を開
閉する弁体４２と、この弁体４２をチェックシート４１
方向に付勢するスプリング４３とを備えており、スプリ
ング４３の端部は、フィルター３９を吐出通路２５内に
固定するためのフィルターリテーナ４４によって支持さ
れている。チェックシート４１は、流体導入孔４０の弁
体４２側の端縁に環状突起４５が一体に形成されてお
り、弁体４２には、この環状突起４５に密接するゴム材
等から成る弾性シール４６が取り付けられている。弁体
４２は、チェックシート４１に臨む側の先端部略中央に
凹部が形成されていて、この凹部に前記弾性シール４６
が嵌着固定されている。そして、前記凹部の周縁を成す
弁体４２の環状の端面４７は本発明におけるストッパを
構成するようになっている。この環状の端面４７は、弁
体４２がチェックシート４１方向に変位したときにチェ
ックシート４１の環状突起４５の周域の一般面に当接
し、それによって弾性シール４６の過大変形を規制する
ようになっている。

【００２１】また、弁体４２は、図４〜図６に示すよう
に、チェックシート４１に臨む先端側がテーパ状に形成
されると共に、半円状の軸方向溝４８が外周面に複数個
形成され、さらにこの各軸方向溝４８に連通する径方向
溝４９がスプリング４３側の端面に複数個形成されてい
る。これらの軸方向溝４８と径方向溝４９は、図７に示
すように、弁体４２が流体導入孔４０を開いたときに通
路の内壁及びフィルターリテーナ４４との間に燃料の流
路を確保できるようにしている。尚、チェックシート４
１及び弁体４２は金属材料によって形成されている。

【００２２】以上の構成において、エンジンの始動に伴
って駆動軸１２が回転すると、駆動軸１２と一体の斜板
１４が回転し、これにより、補助プレート２９が斜板１
４と相対回転しつつこの斜板１４と一体に揺動（首振
り）する。こうして補助プレート２９が揺動すると、ス
ラストプレート３２とそれに摺接するシュー１８を介し
てシリンダブロック１０上のプランジャ１７が順次進退
動作を繰り返し、それによってポンプ作用が連続的に為
されるようになる。このとき、燃料タンク３から供給ポ
ンプ２を介して吸入通路５に供給された燃料は、低圧レ
ギュレータ２７で設定低圧に調圧された後、吸入側環状
溝２３、吸入ポート１９、吸入チェック弁２１を順次介
してシリンダ孔１６に吸い入れられ、ここでプランジャ
１７によって加圧された後にシリンダ孔１６から吐出チ
ェック弁２２、吐出ポート２０、吐出側環状溝２４を順
次通り、さらにそこから高圧流体用逆止弁３８を開いて
吐出通路２５からインジェクター４へと供給される。

【００２３】また、この状態からエンジンが停止する
と、アキシャルプランジャポンプ１の運転が停止してポ
ンプ本体側の圧力が低下し、その結果、高圧流体用逆止
弁３８の弁体４２がチェックシート４１の流体導入孔４
０を閉塞して、吐出通路２５内の燃料の逆流（圧力の低
下）を即座に阻止するようになる。

【００２４】このとき、高圧流体用逆止弁３８は、図１
に示すように、弁体４２の弾性シール４６がチェックシ
ート４１の環状突起４５に密接すると共に、弁体４２の
環状の端面４７がチェックシート４１の環状突起４５の
周域部分に当接する。これにより、流体導入孔４０は弾
性シール４６と環状の端面４７とによって二重に封止さ
れることとなる。ところで、このときの流体導入孔４０
の密閉は主にシール性能の高い弾性シール４６によって
行われるが、弾性シール４６の変形代は、弁体４２の端
面４７とチェックシート４１の金属接触部分で規制され
るため、アキシャルプランジャポンプ１の運転の停止に
伴ってポンプ本体側の圧力が低下し、弁体４２に吐出通
路２５内の高圧が作用しても、弾性シール４６にはこの
高圧による過負荷が加えられることがない。

【００２５】したがって、エンジン停止時には、シール
性能に優れる弾性シール４６によって吐出通路２５内の
高圧が確実に維持されることとなり、しかも、弾性シー
ル４６は常に必要以上に押し潰されることがないことか
ら、その性能が長期間に亙って維持される。

【００２６】尚、図８中の実線は、このアキシャルプラ
ンジャポンプ１の場合の、エンジン停止後の吐出通路２
５内の圧力変化を示すもので、同図から明らかなように
このアキシャルプランジャポンプ１においては、エンジ
ンを停止して１時間後であっても吐出通路２５内を充分
に高い圧力（１．４MPa）に維持することができる。よっ
て、このアキシャルプランジャポンプ１においては、エ
ンジン停止後にも吐出通路２５内を充分に高い圧力に維
持することができ、そのために、雰囲気温度が高い場合
であっても吐出通路２５内にはベーパが発生しにくくな
る。その結果、エンジンの再始動時にベーパによる昇圧
遅れが生じなくなり、エンジンの始動性能が確実に高ま
る。

【００２７】尚、本発明の実施例は以上で説明したもの
に限るものではなく、例えば、高圧流体用逆止弁におけ
る弁体のストッパは環状でなくても良く、また、ストッ
パが当接する部材もチェックシート以外の固定部材であ
っても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、流体導
入孔の端縁に環状突起を有するチェックシートと、前記
環状突起に密接して前記流体導入孔を閉塞する弾性シー
ルと前記チェックシートまたは他の固定部材に当接して
前記弾性シールの過大変形を規制するストッパとを有す
る弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢するスプリング
と、を備えた高圧流体用逆止弁の構成としたため、閉弁
時に、弾性シールでチェックシートの流体導入孔を確実
にシールすることができるうえ、弾性シールにかかる過
負荷をストッパによって無くすことができ、その結果、
高圧流体の逆流の確実な防止と、耐久性の向上とを共に
実現することができる。

【００２９】また、請求項３の発明は、燃料噴射装置の
燃料加圧用ポンプにおいて、ポンプ本体と燃料噴射装置
のインジェクターを連通する吐出通路に高圧流体用逆止
弁を介装し、この高圧流体用逆止弁を、流体導入孔の端
縁に環状突起を有するチェックシートと、前記環状突起
に密接して前記流体導入孔を閉塞する弾性シールと前記
チェックシートまたは他の固定部材に当接して前記弾性
シールの過大変形を規制するストッパとを有する弁体
と、この弁体を閉弁方向に付勢するスプリングと、を備
えた構成としたため、高圧流体用逆止弁によりエンジン
停止時における吐出通路内の圧力の低下を確実に防止す
ることができ、その結果、吐出通路内でのベーパの発生
を極力少なくしてエンジン始動時における燃料の昇圧性
能を確実に高めることができる。

【００３０】さらに、請求項２，４の発明は、請求項１
または３の発明のストッパを、弾性シールを囲繞するよ
うに環状に形成して、その環状の端面をチェックシート
または他の固定部材に密接するようにしたため、閉弁時
にストッパが弾性シールと共に二重のシールとして機能
するようになり、その結果、高圧流体の逆流をより確実
に防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の拡大断面図。

【図２】同実施例を示す断面図。

【図３】同実施例を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図４】同実施例を示す部品の正面図。

【図５】同実施例を示す図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図６】同実施例を示す部品の背面図。

【図７】同実施例を示す要部の拡大断面図。

【図８】同実施例と従来の技術の吐出通路内圧力の変化
を示すグラフ。

【符号の説明】

１…アキシャルプランジャポンプ（燃料加圧用ポン
プ）、 ２５…吐出通路、 ３８…高圧流体用逆止弁、 ４０…流体導入孔、 ４１…チェックシート、 ４５…環状突起、 ４６…弾性シール、 ４７…環状の端面（ストッパ）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体導入孔の端縁に環状突起を有するチ
   ェックシートと、前記環状突起に密接して前記流体導入
   孔を閉塞する弾性シールと前記チェックシートまたは他
   の固定部材に当接して前記弾性シールの過大変形を規制
   するストッパとを有する弁体と、この弁体を閉弁方向に
   付勢するスプリングと、を備えたことを特徴とする高圧
   流体用逆止弁。
2. 【請求項２】 前記ストッパを、前記弾性シールを囲繞
   するように環状に形成して、その環状の端面を前記チェ
   ックシートまたは他の固定部材に密接させるようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の高圧流体用逆止弁。
3. 【請求項３】 ポンプ本体と燃料噴射装置のインジェク
   ターを連通する吐出通路に高圧流体用逆止弁を介装し、
   この高圧流体用逆止弁を、流体導入孔の端縁に環状突起
   を有するチェックシートと、前記環状突起に密接して前
   記流体導入孔を閉塞する弾性シールと前記チェックシー
   トまたは他の固定部材に当接して前記弾性シールの過大
   変形を規制するストッパとを有する弁体と、この弁体を
   閉弁方向に付勢するスプリングと、を備えた構成とした
   ことを特徴とする燃料噴射装置の燃料加圧用ポンプ。
4. 【請求項４】 前記ストッパを、前記弾性シールを囲繞
   するように環状に形成して、その環状の端面を前記チェ
   ックシートまたは他の固定部材に密接させるようにした
   ことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置の燃料
   加圧用ポンプ。