JPWO2016051909A1 - バルブ機構、およびこのバルブ機構を吐出弁機構として備えた高圧燃料供給ポンプ - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、バルブ開閉時に、ストローク軸線に対して交差する方向へのバルブの暴れを抑制可能なバルブ機構、およびこのバルブ機構を吐出弁機構として備えた高圧燃料供給ポンプを提供することである。本発明のバルブ機構は、シート面８ａ３を有するシート部材８ａと、シート面と環状に線接触するバルブ８ｂと、バルブを保持するホルダ８ｃと、ホルダを介してバルブを閉方向に付勢する弾性体８ｄと、を有するバルブ機構８において、バルブの開閉方向と交差する方向の弁の変位を規制する規制部材８ｃ１を備えるようにバルブ機構を構成する。好ましくは、規制部材はホルダのシート部材側に延びる突出部として、ホルダに一体に設けられる。

Description

本発明は、流体の通路を開閉するチェック弁のようなバルブ機構に関し、例えばエンジンに燃料を高圧で供給する高圧燃料供給ポンプの、例えば吐出弁機構やリリーフバルブ機構などに代表されるバルブ機構に関する。

特開第０４６５０８５１号公報（特許文献１）に記載されている従来の高圧燃料ポンプでは、吐出弁機構のバルブはボールバルブで構成されているが、バルブのストローク軸線に交差する方向のバルブの変位を規制する規制部材がないので、ボールバルブが暴れると言う可能性があった。

特開第０４６５０８５１号公報

特許文献１に記載されたバルブ機構では、閉弁時にシートに当たる位置が不定となって、シート面が異常摩耗を起こし、気密性が低下し、残圧性能が確保できない問題に陥る可能性がある。

そこで本発明は、バルブ開閉時に、ストローク軸線に対して交差する方向へのバルブの暴れを抑制可能なバルブ機構、およびこのバルブ機構を吐出弁機構として備えた高圧燃料供給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、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、シート面を有するシート部材と、前記シート面と環状に線接触するバルブと、前記バルブを保持するホルダと、前記ホルダを介して前記バルブを閉方向に付勢する弾性体とを有するバルブ機構において、前記バルブの開閉方向と交差する方向の弁の変位を規制する規制部材を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、バルブ開閉時に、ストローク軸線に対して交差する方向へのバルブの暴れを抑制可能なバルブ機構、およびこのバルブ機構を吐出弁機構として備えた高圧燃料供給ポンプを提供することが出来る。

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

本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプを用いた燃料供給システムの一例である。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図である。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの縦断面図であり、図２とは別角度の縦断面を表す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁駆動型弁機構３０の拡大図であり、電磁コイル５２に無通電の状態を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁駆動型弁機構３０の拡大図であり、電磁コイル５２に通電された状態を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの電磁駆動型弁機構３０をポンプハウジング１に組み込む前の状態を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの吐出弁機構部の閉弁状態における拡大図を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの吐出弁機構部の開弁状態における拡大図を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプのプランジャユニット８０のポンプハウジングに組み込む前の状態を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプのプランジャユニット８０の組立て方法を示す。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの外観図。 本発明が実施された第一実施例による高圧燃料供給ポンプの部分拡大図を示す。 吐出弁ユニットの分解斜視図。 本発明が実施された第二実施例による高圧燃料供給ポンプの主要部縦断面図。 第二実施例の吐出弁ユニットの拡大図。

以下図面に基づいて、本発明を高圧燃料ポンプの吐出弁に用いた実施例を説明する。

図１から図１３により本発明の実施例である高圧燃料ポンプの構成について説明する。

図１中で、破線で囲まれた部分が高圧ポンプのポンプハウジング１を示し、この破線の中に示されている機構，部品は高圧ポンプのポンプハウジング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、適切なフィード圧力に加圧されて吸入配管２８を通して高圧燃料供給ポンプの吸入口１０ａに送られる。本実施例では、フィード圧は０．４ＭＰａとなっている。

吸入口１０ａを通過した燃料は、吸入ジョイント１０１内に固定されたフィルタ１０２を通過し、さらに吸入流路１０ｂ，金属ダイアフラムダンパ９，１０ｃを介して容量可変機構を構成する電磁駆動型弁機構３０の吸入ポート３０ａに至る。

吸入ジョイント１０１内の吸入フィルタ１０２は、燃料タンク２０から吸入口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内に吸収することを防ぐ役目がある。

図４は電磁駆動型弁機構３０の拡大図で、電磁コイル５３に通電されていない無通電の状態である。

図５は電磁駆動型弁機構３０の拡大図で、電磁コイル５３に通電されている通電の状態である。

ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１の開口するように、電磁駆動型弁機構３０装着用の孔３０Ａが形成されている。

プランジャロッド３１は、吸入弁部３１ａ，ロッド部３１ｂ，アンカー固定部３１ｃの３部分からなり、アンカー固定部３１ｃにはアンカー３５が溶接部３７ｂによって、溶接固定されている。

ばね３４は図のようにアンカー内周３５ａ、および第一コア部内周３３ａに嵌め込まれ、アンカー３５、および第一コア部３３を引き離す方向にばね３４によるばね力が発生するようになっている。

弁シート３２は、吸入弁シート部３２ａ，吸入通路部３２ｂ，圧入部３２ｃ，摺動部３２ｄからなる。圧入部３２ｃは第一コア部３３に圧入固定されている。吸入弁シート部３２ａはポンプハウジング１に圧入固定されており、この圧入部で加圧室１１と吸入ポート３０ａを完全に遮断している。

第一コア部３３は溶接部３７ｃによりポンプハウジング１に溶接固定されており、吸入ポート３０ａと高圧燃料供給ポンプの外部とを遮断している。

第二コア部３６は溶接部３７ａによって第一コア部３３に固定されており、第二コア部３６の内部空間と外部空間を完全に遮断している。また第二コア部３６には磁気オリフィス部３６ａが設けられている。

電磁コイル５３に通電されていない無通電の状態で、かつ吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）と加圧室１１との間の流体差圧が無い時は、プランジャロッド３１はばね３４により、図４のように図中の右方向に移動した状態となる。この状態では、吸入弁部３１ａと吸入弁シート部３２ａが接触した閉弁状態となり、吸入口３８は塞がれる。

後述するカムの回転により、プランジャ２が図２の下方に変位する吸入工程状態にある時は、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。この工程で加圧室１１内の燃料圧力が吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）の圧力よりも低くなると、吸入弁部３１ａには燃料の流体差圧による開弁力（吸入弁部３１ａを図１の左方に変位させる力）が発生する。

この流体差圧による開弁力により、吸入弁部３１ａは、ばね３４の付勢力に打ち勝って開弁し、吸入口３８を開くように設定されている。流体差圧が大きい時は、吸入弁部３１ａは完全に開き、アンカー３５は第一コア部３３に接触した状態となる。流体差圧が小さい時は、吸入弁部３１ａは完全には開かず、アンカー３５は第一コア部３３に接触しない。

この状態にて、ＥＣＵ２７からの制御信号が電磁駆動型弁機構３０に印加されると、電磁駆動型弁機構３０の電磁コイル５３には電流が流れ、第一コア部３３とアンカー３５の間には、互いに引き合う磁気付勢力が発生する。その結果、プランジャロッド３１には図中の左方に磁気付勢力が印加されることになる。

吸入弁部３１ａが完全に開いているときには、その開弁状態を保持する。一方、吸入弁部３１ａが完全には開いていないときには、吸入弁部３１ａの開弁運動を助長し吸入弁部３１ａは完全に開くので、アンカー３５は第一コア部３３に接触した状態となり、その後その状態を維持する。

その結果、吸入弁部３１ａが吸入口３８を開いた状態が維持され、燃料は吸入ポート３０ａから弁シート３２の吸入通路部３２ｂ，吸入口３８を通過し加圧室１１内へ流れ込む。

電磁駆動型弁機構３０に入力電圧の印加状態を維持したままプランジャ２が吸入工程を終了し、プランジャ２が図２の上方に変位する圧縮工程に移ると、磁気付勢力は維持されたままであるので、依然として吸入弁部３１ａは開弁したままである。

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口３８を通して吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）へと戻されるので、加圧室の圧力が上昇することは無い。この工程を戻し工程と称す。

この状態で、ＥＣＵ２７からの制御信号を解除して、電磁コイル５３への通電を断つと、プランジャロッド３１に働いている磁気付勢力は一定の時間後（磁気的，機械的遅れ時間後）に消去される。吸入弁部３１ａにはばね３４による付勢力が働いているので、プランジャロッド３１に作用する電磁力が消滅すると吸入弁部３１ａはばね３４による付勢力で吸入口３８を閉じる。吸入口３８が閉じるとこのときから加圧室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。そして、燃料吐出口１２の圧力以上になると、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を介して加圧室１１に残っている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。この工程を吐出工程と称す。すなわち、プランジャ２の圧縮工程（下始点から上始点までの間の上昇工程）は、戻し工程と吐出工程からなる。

そして、電磁駆動型弁機構３０の電磁コイル５３への通電を解除する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５３への通電を解除するタイミングを早くすれば、圧縮工程中、戻し工程の割合が小さく吐出工程の割合が大きい。

すなわち、吸入流路１０ｃ（吸入ポート３０ａ）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、入力電圧を解除するタイミングを遅くすれば、圧縮工程中の、戻し工程の割合が大きく、吐出工程の割合が小さい。すなわち、吸入流路１０ｃ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５３への通電を解除するタイミングは、ＥＣＵ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５３への通電を解除する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できる。

かくして、燃料吸入口１０ａに導かれた燃料はポンプ本体としてのポンプハウジング１の加圧室１１にてプランジャ２の往復動によって必要な量が高圧に加圧され、燃料吐出口１２からコモンレール２３に圧送される。

コモンレール２３には、インジェクタ２４，圧力センサ２６が装着されている。インジェクタ２４は、内燃機関の気筒数に合わせて装着されており、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２７の制御信号にしたがって開閉弁して、燃料をシリンダ内に噴射する。

このとき、吸入弁部３１ａはプランジャ２の下降・上昇運動に伴って吸入口３８の開閉運動を繰り返し、プランジャロッド３１は図中の左右方向の運動を繰り返す。このとき、プランジャロッド３１の運動は、弁シート３２の摺動部３２ｄによって図中の左右方向の運動のみに動きが制限され、摺動部３２ｄとロッド部３１ｂは摺動運動を繰り返す。したがって摺動部はプランジャロッド３１の摺動運動の抵抗にならないように十分に低い面粗さが必要である。

本実施例では、磁気回路を構成する部材は、図５に示すようにアンカー３５，第一コア部３３，ヨーク５１，第二コア部３６であり、これらは全て磁性材料である。

第一コア部３３と第二コア部３６は溶接部３７ａにより溶接にて接合されているが、第一コア部３３と第二コア部３６の間を直接磁束が通過せず、アンカー３５を介して通過する必要がある。これは第一コア部３３とアンカー３５の間に磁気付勢力を発生させるためであり、第一コア部３３と第二コア部３６の間を直接磁束が通過してしまい、アンカーを通過する磁束が減少してしまうと、磁気付勢力が低下してしまう。

本実施例では第一コア部３３と第二コア部３６を溶接部３７にて直接接合し、第二コア部に磁気オリフィス部３６ａを設けた。磁気オリフィス部３６ａでは、肉厚を強度的に許す限り薄くする一方、第二コア部３６のその他の部分では十分な肉厚を確保している。また、磁気オリフィス部３６ａは第一コア部とアンカー３５の接触する部分の近傍に設けた。

これにより、発生した磁束は大部分がアンカー３５を通過し、第一コア部３３と第二コア部を直接に通過する磁束はごく小さく、それによる第一コア部３３とアンカー３５の間に発生する磁気付勢力の低下を許容範囲内にしている。

磁気コイル５３はリード線５４をプランジャロッド３１の軸を中心に巻いて構成している。リード線５４の両端は、リード線溶接部５５でターミナル５６に溶接接続されている。ターミナルは伝導性の物質でありコネクタ部５８に開口しており、コネクタ部５８にＥＣＵからの相手側コネクタが接続されれば相手側のターミナルに接触しコイルに電流を伝える。

本実施例では、このリード線溶接部５５をヨーク５１の外側に配置している。磁気回路の外側にリード線溶接部５５を配置することになり、リード線溶接部５５に必要としていた空間が無いために磁気回路の全長を短くでき、第一コア部３３とアンカー３５の間に十分な磁気付勢力の発生が可能となった。

図６に、電磁駆動型弁機構３０をポンプハウジング１に組み込む前の状態を示す。

本実施例では、まず、吸入弁ユニット３７と、コネクタユニット３９としてそれぞれにユニットを作成する。次に、吸入弁ユニット３７の吸入弁シート部３２ａをポンプハウジング１に圧入固定し、その後に溶接部３７ｃを全周に渡って溶接接合する。本実施例では、溶接はレーザー溶接としている。この状態で、コネクタユニット３９を第一コア部３３に圧入固定する。これにより、コネクタ５８の向きを自由に選ぶことができる。

ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１の開口するように、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８装着用の凹所１１Ａが形成されている。

図７に、吐出弁機構部（閉弁状態）の拡大図を示す。図８に、吐出弁機構部（開弁状態）の拡大図を示す。図１３に、吐出弁ユニットの分解斜視図を示す。

加圧室１１の出口には吐出弁ユニット（吐出弁機構）８が設けられている。

吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は弁シート部材８ａ，線接触を可能にする球状の吐出弁部材８ｂ，その弁部材をバルブのストローク軸線に対して交差する方向で前記バルブの最大直径位置８ｂ２の外周を摺動可能に包囲している弁保持部材８ｃ，吐出弁ばね８ｄ，弁保持部材８ｃのストッパと摺動ガイド８ｅ３の機能を持つバルブハウジング８ｅからなる。

まずポンプハウジング１の外で、構成される球状の吐出弁部材８ｂ，ホルダ材８ｃ，吐出弁ばね８ｄを、バルブハウジング８ｅ内に組み込み、弁シート部材８ａを圧入することにより吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を組み立てた後、図中左側から組み立てた吐出弁ユニット（吐出弁機構）８をポンプハウジング１に圧入し、圧入部８ａ１にて固定する。圧入する際には、弁保持部材８ｃのストッパとしてのバルブハウジング８ｅにて形成される段付き面を荷重受け部８ａ２とし、装着治具を当て図面右側に押してポンプハウジング１に圧入固定する。

筒内圧が高圧になると、吐出弁内部の流体作用が激化し吐出弁部材８ｂが、そのストローク軸線に対して交差する方向に対して暴れだし、吐出弁部材８ｂ閉弁時に弁シート部材８ａに設けられるシート面部材８ａ３に衝突する位置が不定となって、シート面が異常摩耗を起こし、気密性が低下し、残圧性能が確保できなくなる。その為に吐出弁部材８ｂの弁開閉時に、ストローク軸線に対して交差する方向への吐出弁部材８ｂの暴れを抑制するために規制部材８ｃ１を設ける。

これにより、弁保持部材８ｃが、全閉、全開の状態においても弁保持部材８ｃに配置される規制部材８ｃ１により、吐出弁部材８ｂの最大直径位置８ｂ２を常時摺動可能に包囲することが出来、時々刻々変化する運転状況によってどの吐出状態においても吐出弁部材８ｂの軌道は一直線上に規制され、シート面部８ａ３の定常位置に吐出弁部材８ｂが着座され、摩耗を抑制する事が出来気密性が保持され残圧性能の確保が出来るようになる。

バルブハウジング８ｄのバルブハウジング吐出孔８ｅ１が、前記バルブハウジング８ｅの側面に設けられており、燃料吐出口１２の方向にも、バルブハウジング吐出孔８ｅ２が設けられている。弁シート部材８ａと弁保持部材８ｃとの対抗面間に形成される環状燃料通路８ｆは、バルブハウジング吐出孔８ｅ１に対面する位置に設けられている。バルブとシート部の開口面積に対して、燃料通路が吐出方向に向かって途中、妨げにならないような通路面積が確保でき、吐出効率の改善が見込める形状となり、シート面部８ａ３を出た以降の流量通路径は縮小されることなく、吐出口１２に向かっていくので最大流量の向上が期待できる。

また、シート部材とホルダの締結、吐出弁ユニットとポンプハウジングの締結は圧入で実施される。この時圧入位置が互いにオーバーラップしないように、（ａ）部、（ｂ）部のように位置をずらしている。これにより、二重圧入構造を防ぎ量産管理の向上を狙う。シート部材とホルダの締結の圧入位置に関してはレイアウトの制約上の上で、シート位置から離れた場所で圧入を実施する。これにより圧入後にシート部材８ａが変形しないように工夫されており、気密性確保を向上出来る仕様となっている。

吐出弁ユニット（吐出弁機構）８をポンプハウジング１に圧入固定した後、ジョイント１２ａをポンプハウジング１に固定する。まず、１２ａ１にてジョイント１２ａをポンプハウジング１に圧入固定した後、１２ａ２をレーザー溶接にて固定する。本実施例のようにすることで、吐出ジョイント１２ａの内部に吐出弁を組込む場合に比べレイアウトに自由度を持たせることができるので、各エンジンのレイアウトに合わせることができ、特殊なジョイントを用意する必要がなく汎用性を向上することができる。

図７に示すように、弁保持部材８ｄの吐出側先端に通路８ｄ２が設けられている。そのため、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は加圧室１１と吐出口１２との間に燃料の差圧が無い状態では、吐出弁部材８ｂは吐出弁ばね８ｃによる付勢力で弁シート部材８ａのシート面部８ａ３に圧接され着座状態（閉弁状態）となっている。加圧室１１内の燃料圧力が、吐出口１２の燃料圧力よりも吐出弁ばね８ｃによる開弁圧以上に大きくなった時に初めて、図８のように吐出弁部材８ｂが吐出弁ばね８ｃに抗して開弁し、加圧室１１内の燃料は吐出口１２を経てコモンレール２３へと吐出される。このとき、燃料は弁保持部材８ｄに設けた通路８ｄ１を通過して、加圧室１１から吐出口１２へ圧送される。その後、吐出口１２の燃料圧力と吐出弁ばね８ｃによる開弁圧の合計が、加圧室１１内の燃料圧力よりも大きくなった時に、吐出弁部材８ｂは元のように閉弁する。これにより、高圧燃料吐出後に吐出弁部材８ｂを閉弁することが可能になる。

なお、吐出弁部材８ｂの開弁圧は０．１ＭＰａ以下にセットしている。前述したように、フィード圧は０．４ＭＰａであり、吐出弁部材８ｂはフィード圧で開弁する。これにより、高圧燃料供給ポンプの故障等により燃料を高圧に加圧することが不可能になった場合でも、燃料はフィード圧によってコモンレールに供給され、インジェクタ２４は燃料を噴射することができる。

吐出弁部材８ｂは開弁した際、弁保持部材８ｄの内周部に設けた小径段付き部８ｄ３によって構成されるストッパと接触し、動作が制限される。したがって、吐出弁部材８ｂのストロークは弁保持部材８ｄの内周部に設けた小径段付き部８ｄ３によって構成されるストッパで適切に決定される。もし、ストロークが大きすぎると、吐出弁部材８ｂの閉じ遅れにより、燃料吐出口１２へ吐出された燃料が、再び加圧室１１内に逆流してしまうので、高圧ポンプとしての効率が低下してしまう。本実施例では、吐出弁ばね８ｃのストロークは、１．０ｍｍに設定している。また、吐出弁部材８ｂが開弁および閉弁運動を繰り返す時に、吐出弁部材８ｂがストローク方向にのみ運動するように、弁保持部材８ｄのない周面でガイドしている。

以上のように構成することで、吐出弁ユニット（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。

弁保持部材８ｄが変形すれば、加圧室１１と吐出口１２を液圧的に遮断することができず、吐出口１２内の高圧燃料が、加圧室１１に逆流してしまう。また、弁シート部材８ａのシート面部８ａ３が変形をすると、吸入弁の閉弁時に燃料をシートすることができず、同じく吐出口１２内の高圧燃料が、加圧室１１に逆流してしまう。その結果、高圧燃料供給ポンプの効率を低下させてしまうという問題がある。

シリンダ６は外周がシリンダホルダ７の円筒嵌合部７ａで保持されている。シリンダホルダ７の外周に螺刻されたねじ７ｇを、ポンプハウジング１に螺刻されたねじ１ｂにねじ込むことによって、シリンダ６をポンプハウジング１に固定する。また、プランジャシール１３は、シリンダホルダ７の内周円筒面７ｃに圧入固定されたシールホルダ１５とシリンダホルダ７によって、シリンダホルダ７の下端に保持されている。この時、プランジャシール１３はシリンダホルダ７の内周円筒面７ｃによって、軸を円筒嵌合部７ａの軸と同軸に保持されている。プランジャ２とプランジャシール１３は、シリンダ６の図中下端部において摺動可能に接触する状態で設置されている。

これによりシール室１０ｆ中の燃料がタペット３側、つまりエンジンの内部に流入するのを防止する。同時にエンジンルーム内の摺動部を潤滑する潤滑油（エンジンオイルも含む）がポンプハウジング１の内部に流入するのを防止する。

また、シリンダホルダ７には外周円筒面７ｂが設けられ、そこには、Ｏ−リング６１を嵌め込むための溝７ｄを設ける。Ｏ−リング６１はエンジン側の嵌合穴７０の内壁とシリンダホルダ７の溝７ｄによりエンジンのカム側と外部を遮断し、エンジンオイルが外部に漏れるのを防止する。

シリンダ６はプランジャ２の往復運動の方向に交差する圧着部６ａを有し、圧着部６ａはポンプハウジング１の圧着面１ａと圧着している。圧着は、ねじの締付けによる推力によって行われる。加圧室１１はこの圧着によって成形され、加圧室１１内の燃料が加圧され高圧になっても、加圧室１１から外へ圧着部を通って燃料が漏れることがないよう、ねじの締付けトルクは管理しなくてはならない。

また、プランジャ２とシリンダ６の摺動長を適正に保つために加圧室１１内にシリンダ６と深く挿入する構造とした。シリンダ６の圧着部６ａより加圧室１１側では、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周の間にクリアランス１Ｂを設ける。シリンダ６は外周がシリンダホルダ７の円筒嵌合部７ａで保持されているので、クリアランス１Ｂを設けることにより、シリンダ６の外周とポンプハウジング１の内周が接触することが無いようにすることができる。

以上のようにして、シリンダ６は加圧室１１内で進退運動するプランジャ２をその進退運動方向に沿って摺動可能に保持される。

プランジャ２の下端には、エンジンのカムシャフトに取付けられたカム５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３が設けられている。プランジャ２はリテーナ１６を介してばね４にてタペット３に圧着されている。リテーナ１５は圧入によってプランジャ２に固定されている。これによりカム５の回転運動に伴い、プランジャ２を上下に進退（往復）運動させることができる。

ここで、吸入流路１０ｃは吸入流路１０ｄ、およびシリンダホルダ７に設けられた吸入流路１０ｅを介して、シール室１０ｆに接続しており、シール室１０ｆは常に吸入燃料の圧力に接続している。加圧室１１内の燃料が高圧に加圧されたときには、シリンダ６とプランジャ２の摺動クリアランスを通して微小の高圧燃料がシール室１０ｆ内に流入するが、流入した高圧燃料は吸入圧力に開放されるのでプランジャシール１３が高圧により破損することはない。

また、プランジャ２はシリンダ６と摺動する大径部２ａと、プランジャシール１３と摺動する小径部２ｂからなる。大径部２ａの直径は小径部２ｂの直径より大きく設定されており、互いに同軸に設定されている。シリンダ６との摺動部は大径部２ａであり、プランジャシール１３との摺動部は小径部２ｂである。これにより、大径部２ａと小径部２ｂの接合部はシール室１０ｆ内に存在するので、プランジャ２の摺動運動に伴って、シール室１０ｆの容積が変化し、それに伴って燃料は、吸入流路１０ｄ，吸入流路１０ｓを通ってシール室１０ｆと吸入流路１０ｃの間を運動する。

図９に、シリンダホルダ７をポンプハウジング１にねじにて固定される前の状態を示す。

プランジャ２，シリンダ６，シールホルダ１５，プランジャシール１３，シリンダホルダ７，ばね４，リテーナ１５によってプランジャユニット８０が形成されている。

図１０に、プランジャユニット８０の組立て方法を示す。

まず、プランジャ２，シリンダ６，シールホルダ１５，プランジャシール１３が図中左上方からシリンダホルダ７に組み込まれる。その際、シールホルダ１５はシリンダホルダ７の内周円筒面７ｃに圧入固定される。その後、ばね４，リテーナ１５を図中右下方から組込む。その際、リテーナは１５プランジャ２に圧入固定される。

こうして組み立てたプランジャユニット８０は、Ｏリング６１，Ｏリング６２を装着した後、ねじにてポンプハウジング１に締付固定される。締付はシリンダホルダ７に成形された六角部７ｅによって行う。六角部７ｅは内六角の形状になっており、専用の工具にてトルクを発生してねじを締める。このトルクの管理することにより圧着部６ａと圧着面１ａの圧着面圧を管理する。

金属ダイアフラムダンパ９は２枚の金属ダイアフラムで構成され、両ダイアフラム間の空間にガスが封入された状態で外周を溶接部にて全周溶接にて互いに固定している。そして金属ダイアフラムダンパ９の両面に低圧圧力脈動が負荷されると、金属ダイアフラムダンパ９は容積を変化し、これにより低圧圧力脈動を低減する機構となっている。

高圧燃料供給ポンプのエンジンへの固定は、取付けフランジ４１，ボルト４２、およびブッシュ４３により行われる。取付けフランジ４１は溶接部４１ａにてポンプハウジング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、レーザー溶接を用いている。

図１１に、取付けフランジ４１、およびブッシュ４３の外観図示す。本図では、取付けフランジ４１、およびブッシュ４３のみを示し、その他の部品は示していない。

二個のブッシュ４３は取付けフランジ４１に取付けられており、エンジンとは反対側に取付けられている。二個のボルト４２はエンジン側に形成されたそれぞれのねじに螺合され、二個のブッシュ４３、および取付けフランジ４１をエンジンに押し付けることで、高圧燃料供給ポンプをエンジンに固定する。

図１２に取付けフランジ４１，ボルト４２，ブッシュ４３部の拡大図を示す。

ブッシュ４３には、鍔部４３ａ，かしめ部４３ｂがある。まず、かしめ部４３ｂは取付けフランジ４１の取付け穴にかしめ結合される。その後、ポンプハウジング１と溶接部４１ａにてレーザー溶接によって環状に溶接結合される。その後、樹脂製のファスナー４４をブッシュ４３に挿入し、さらにファスナー４４にボルト４２を挿入する。ファスナー４４はボルト４２をブッシュ４３に仮固定する役割を果たす。即ち、高圧燃料供給ポンプをエンジンに取付けるまでの間に、ボルト４２がブッシュ４３から脱落しないように固定している。高圧燃料供給ポンプをエンジンに固定する際は、ボルト４２をエンジン側に設けられたねじ部に螺合固定するが、その際はボルト４２の締付けトルクによってボルト４２はブッシュ４３内で回転できる。

本実施例では、高圧燃料供給ポンプのエンジンへの固定前に、ボルト４２を高圧燃料供給ポンプ装着し脱落防止機構を設けているが、エンジンへの取付けの際にボルト４２を装着する場合は、ファスナー４４は特に必要ない。

本発明の第２の実施例を図１４、図１５に基づき以下説明する。図１４は本実施例による高圧燃料供給ポンプの主要部縦断面図、図１５は本実施例の吐出弁ユニットの拡大図である。

ポンプハウジング１には中心に加圧室１１としての凸部１Ａが形成されており、この加圧室１１に開口するように、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８装着用の凹所としての吐出通路１１Ａが形成されている。

第２実施例ではポンプハウジング１には吐出通路１１Ａの中心軸の延長線上に同軸に電磁駆動型弁機構３０装着用の孔３０Ａが加圧室１１に開口するように形成されている。

第２実施例では、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の最大外径がこの孔３０Ａの最小内径より小さく構成されている。その結果、吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は矢印Ｐ１に沿って弁保持部材８ｄ側から電磁駆動型弁機構３０装着用の孔３０Ａに挿通することができる。

加圧室１１に開口する吐出通路１１Ａ用の開口はその直径が弁保持部材８ｄの直径より大きく、弁シート部材８ａ最大外径部がしまり嵌めになるように寸法が設定されている。

かくして吐出弁ユニット（吐出弁機構）８は加圧室１１を横切って加圧室１１の内壁に開口する吐出通路１１Ａの中に弁保持部材８ｄ側から挿通される。弁シート部材８ａの図面右側端部をＰ３矢印に沿う方向から治具で押して、弁シート部材８ａの外周を吐出通路１１Ａの内周に圧入固定する。

吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の構成は第１実施例のものと同じであるので説明は割愛する。

第２実施例では、吐出通路１１Ａの内部に吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の挿入位置を規制する環状突起１１Ｂが設けられており、この位置以上に吐出弁ユニット（吐出弁機構）８が押し込まれることはない。環状突起の最小内径は弁保持部材８ｄ及び溶接部８ｅの外形より大きく、弁シート部材８ａの最大外径より小さく設定してあり、弁シート部材８ａの段付き面部として形成された荷重受け部８ａ２の図面左側端面がこの環状突起１１Ｂに押し付けられた状態で固定される。なお、押込み治具の送りを調整できるようにした場合にはこの環状突起はなくても良い。

吐出弁ユニット（吐出弁機構）８を装着した後、加圧室の図面下方から矢印Ｐ２に沿って金属筒状部材１１Ｃを加圧室１１の内周に圧入固定する。この金属筒状部材１１Ｃの軸方向長さは加圧室内に固定されたときに、吐出通路１１Ａの加圧室側開口の一部に重なるように工夫されており、その結果、金属筒状部材１０１Ａは吐出通路１１Ａの内部に固定されている吐出弁ユニット（吐出弁機構）８の抜け止めとして機能する。

以上説明した如く、本発明によれば、流体の作用あるいはばねの力の作用によってバルブがそのストローク軸線に対して交差する方向の力を受ける場合であっても、バルブの暴れを抑制する規制部材により、シート面の定位置にバルブを安定して着座させることができ、シート面の荒れを低減できるので気密性が保障でき、残圧性能の確保が出来る。

具体的には、高圧の燃料圧力下にさらされる高圧燃料供給ポンプの吐出弁やリリーフバルブのボールバルブのように燃圧によって受ける抵抗が大きいバルブの場合であっても、安定した着座動作を得られる。

本発明は、ボールバルブに適用すれば好適であるが、円錐バルブや傘バルブ、半球バルブなどにも適用できる。

なお、実施例では、高圧燃料供給ポンプの吐出弁に実施した例を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、流体の流れを制御するチェック弁などにも広く応用できる。もちろん高圧燃料供給ポンプのリリーフ弁にも用いることができる。

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、必ずしも説明した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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各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 ポンプハウジング
１Ａ 凸部
１Ｂ クリアランス
１ａ 圧着面
１ｂ ねじ
１ｄ 円錐面
２ プランジャ
２ａ 大径部
２ｂ 小径部
３ タペット
４ ばね
５ カム
６ シリンダ
６ａ 圧着部
７ シリンダホルダ
７ａ 円筒嵌合部
７ｂ 外周円筒面
７ｃ 内周円筒面
７ｄ 溝
７ｅ 六角部
８ 吐出弁ユニット（吐出弁機構）
８ａ 弁シート部材
８ａ１ 圧入部
８ａ２ 荷重受け部
８ａ３ シート面部
８ｂ 吐出弁部材
８ｂ２ 最大直径位置
８ｃ 弁保持部材
８ｃ１ 規制部材
８ｄ 吐出弁ばね
８ｅ バルブハウジング
８ｅ１ バルブハウジング吐出孔
８ｅ２ バルブハウジング吐出孔
８ｆ 環状燃料通路
９ 金属ダイアフラムダンパ
１０ａ 吸入口
１０ａ 燃料吸入口
１０ｂ 吸入流路
１０ｃ 金属ダイアフラムダンパ
１０ｃ 吸入流路
１０ｄ 吸入流路
１０ｅ 吸入流路
１０ｆ シール室
１０ｓ 吸入流路
１１ 加圧室
１１Ａ 加圧室凹所
１１Ａ 加圧室吐出通路
１１Ｂ 環状突起
１１Ｃ 金属筒状部材
１２ 燃料吐出口
１２ａ 吐出ジョイント
１２ａ１ 吐出ジョイント圧入部
１３ プランジャシール
１５ シールホルダ
１６ リテーナ
２０ 燃料タンク
２１ フィールドポンプ
２３ コモンレール
２４ インジェクタ
２６ 圧力センサ
２７ ＥＣＵ
２８ 吸入配管
３０ 電磁駆動型弁機構
３０Ａ 電磁駆動型弁機構装着用の孔
３０ａ 吸入ポート
３１ プランジャロッド
３１ａ 吸入弁部
３１ｂ ロッド部
３１ｃ アンカー固定部
３２ 弁シート
３２ａ 吸入弁シート部
３２ｂ 吸入通路部
３２ｃ 圧入部
３２ｄ 摺動部
３３ 第一コア部
３３ａ 第一コア部内周
３４ ばね
３５ アンカー
３５ａ アンカー内周
３６ 第二コア部
３６ａ 磁気オリフィス部
３７ 吸入弁ユニット
３７ａ 溶接部
３７ｂ 溶接部
３７ｃ 溶接部
３８ 吸入口
３９ コネクタユニット
４１ 取付けフランジ
４１ａ 溶接部
４２ ボルト
４３ ブッシュ
４３ａ 鍔部
４３ｂ かしめ部
４４ ファスナー
５１ ヨーク
５２ 電磁コイル
５３ 電磁コイル
５４ リード線
５５ リード線溶接部
５６ ターミナル
５８ コネクタ部
６１ Ｏリング
６２ Ｏリング
７０ 嵌合穴
８０ プランジャユニット
１０１ 吸入ジョイント
１０１Ａ 金属筒状部材
１０２ 吸入フィルタ

Claims (6)

1. シート面を有するシート部材と、
   前記シート面と環状に線接触するバルブと、
   前記バルブを保持するホルダと、
   前記ホルダを介して前記バルブを閉方向に付勢する弾性体と、を有するバルブ機構において、
   前記バルブの開閉方向と交差する方向の弁の変位を規制する規制部材を備えたバルブ機構。
2. 請求項１に記載のバルブ機構であって、
   前記規制部材は前記ホルダの前記シート部材側に延びる突出部として、前記ホルダに一体に設けられているバルブ機構。
3. 請求項１または２に記載のバルブ機構であって、
   前記規制部材の内周面が、前記バルブのストローク軸線に対して交差する方向で前記バルブの最大直径位置の外周を摺動可能に包囲しているバルブ機構。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のバルブ機構であって、
   前記バルブはボール弁であり、
   前記バルブを収容し、流体を吐出する吐出孔を有するバルブハウジングを備え、
   前記ボール弁の開閉の際には、前記ホルダは前記バルブハウジング内周にて摺動支持されるバルブ機構。
5. 請求項３または４に記載のバルブ機構であって、
   前記バルブハウジングの前記吐出孔が前記バルブハウジングの側面に設けられており、当該吐出孔は、前記ホルダと前記シート部材との互いに対面する先端部の間に形成される流体通路と対面する位置に設定されているバルブ機構。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のバルブ機構を吐出弁として備えた高圧燃料供給ポンプ。

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