WO2019230064A1 - 燃料供給ポンプ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a fuel supply pump.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-169080 discloses a structure in which a plurality of through holes are provided in the circumferential direction of the stopper member of the suction valve to form a flow path to the pressurizing chamber.
- Japanese Patent Application Publication No. 2013-512399 discloses a structure in which an annular clearance is provided on the outer periphery of the suction valve stopper to form a flow path to the pressurizing chamber.
- Patent Document 2 the method is not disclosed, and the function as a suction valve stopper may not be sufficiently achieved.
- An object of the present invention is to provide a fuel supply pump capable of improving durability while suppressing manufacturing cost.
- a fuel supply pump includes a suction valve and a suction valve stopper that restricts movement of the suction valve in a valve opening direction, and the suction valve stopper is disposed on the suction valve. It has a disk-shaped part which has the convex part which opposes, and the some plate-shaped part which supports the said disk-shaped part.
- FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of the intake valve A (longitudinal cross-sectional view when the valve is opened).
- FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of the intake valve A (45-degree cross-sectional view when the valve is opened).
- FIG. 3 is a detailed sectional view of the intake valve A (when closed). It is a top view of a suction valve stopper. It is a side view of a suction valve stopper. It is a figure which shows the forge flow line of a protrusion part.
- a suction valve stopper that can secure a sufficient flow path cross-sectional area with a simple structure with a small number of processing steps and has durability against a sufficient impact force, and
- An object is to provide a low-cost fuel supply pump to which this is applied.
- FIG. 2 is a diagram (schematic diagram) showing an example of the overall configuration of a fuel supply system including a fuel supply pump to which the present invention is applicable. First, the configuration and operation of the entire system will be described with reference to this figure.
- Fuel is sent from the fuel tank 20 to the pump body 1P via the feed pump 21, and pressurized fuel is sent from the pump body 1P to the injector 24 side.
- An engine control unit 27 (ECU: “Engine Control Unit”) as a control unit takes in the fuel pressure from the pressure sensor 26, and controls the feed pump 21, the electromagnetic coil 43 in the pump body 1P, and the injector 24 to optimize this.
- the fuel in the fuel tank 20 is pumped up by the feed pump 21 based on the control signal S1 from the engine control unit 27 (control unit), pressurized to an appropriate feed pressure, and supplied through the suction pipe 28.
- 1 low pressure fuel inlet 10a suction joint.
- the fuel that has passed through the low-pressure fuel suction port 10a reaches the suction port 31b of the electromagnetic suction valve 300 that constitutes the variable capacity mechanism via the pressure pulsation reducing mechanism 9 and the suction passage 10d.
- the pressure pulsation reducing mechanism 9 communicates with the annular low-pressure fuel chamber 7a that changes the pressure in conjunction with the plunger 2 that reciprocates by the engine cam 93 (FIG. 3), thereby the intake port of the electromagnetic intake valve 300. The pulsation of the fuel pressure sucked into 31b is reduced.
- the fuel that has flowed into the suction port 31 b of the electromagnetic suction valve 300 passes through the suction valve 30 and flows into the pressurizing chamber 11.
- the valve position of the intake valve 30 is determined by controlling the electromagnetic coil 43 in the pump body 1P based on a control signal S2 from the engine control unit 27 (control unit).
- power for reciprocating motion is applied to the plunger 2 by an engine cam 93 (FIG. 3).
- the reciprocating motion of the plunger 2 sucks fuel from the suction valve 30 during the downward stroke of the plunger 2, pressurizes the sucked fuel during the upward stroke of the plunger 2, and the pressure sensor 26 is mounted via the discharge valve mechanism 8. Fuel is pumped to the common rail 23. Thereafter, the injector 24 injects fuel into the engine based on a control signal S3 from the engine control unit 27 (control unit).
- the discharge valve mechanism 8 provided at the outlet of the pressurizing chamber 11 includes a discharge valve sheet 8a, a discharge valve 8b that contacts and separates from the discharge valve sheet 8a, and a discharge that urges the discharge valve 8b toward the discharge valve sheet 8a. It is comprised by the valve spring 8c etc. According to the discharge valve mechanism 8, the discharge valve 8b opens when the internal pressure of the pressurizing chamber 11 is higher than the pressure on the discharge passage 12a downstream of the discharge valve 8b and overcomes the drag determined by the discharge valve spring 8c. The pressurized fuel is fed from the pressurizing chamber 11 toward the discharge passage 12a.
- the intake valve 30 is urged in the valve closing direction by the intake valve spring 33, and is urged in the valve opening direction by the rod urging spring 40 via the rod 35.
- the anchor portion 36 is biased in the valve closing direction by an anchor portion biasing spring 41.
- the valve position of the suction valve 30 is controlled by driving the rod 35 by the electromagnetic coil 43.
- the electromagnetic coil 43 in the pump body 1 ⁇ / b> P is controlled by the control signal S ⁇ b> 2 given to the electromagnetic intake valve 300 by the engine control unit 27 (control unit), and the common rail 23 is connected via the discharge valve mechanism 8.
- the fuel flow rate is discharged so that the pumped fuel becomes a desired supply fuel.
- the pressurizing chamber 11 and the common rail 23 are communicated by a relief valve 100.
- the relief valve 100 is a valve mechanism arranged in parallel with the discharge valve mechanism 8. When the pressure on the common rail 23 rises above the set pressure of the relief valve 100, the relief valve 100 opens the relief valve 100 and returns the fuel to the pressurizing chamber 11 of the fuel supply pump 1, so that the Prevent abnormal high pressure conditions.
- the relief valve 100 forms a high-pressure flow path 110 that connects the discharge passage 12a downstream of the discharge valve 8b in the pump body 1P and the pressurizing chamber 11.
- the discharge valve 8b is provided so as to bypass the high-pressure channel 110.
- a relief valve 102 that restricts the flow of fuel in only one direction from the discharge passage to the pressurizing chamber 11 is provided in the high-pressure passage 110.
- the relief valve 102 is pressed against the relief valve seat 101 by a relief spring 105 that generates a pressing force, and the pressure difference between the pressure chamber 11 and the high-pressure channel 110 is determined by the relief spring 105. If it becomes above, it is set so that the relief valve 102 may leave
- the differential pressure between the high-pressure channel 110 and the pressurizing chamber 11 becomes equal to or higher than the valve opening pressure of the relief valve 102. Then, the relief valve 102 is opened, and the fuel having an abnormally high pressure is returned from the high-pressure flow path 110 to the pressurizing chamber 11 to protect the high-pressure section piping such as the common rail 23.
- FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a pump body 1P that is mechanically integrated.
- a plunger 2 that reciprocates (in this case, up and down) by an engine cam 93 (FIG. 3) in the center height direction shown in the figure is disposed in the cylinder 6.
- a pressurizing chamber 11 is formed.
- a mechanism on the electromagnetic suction valve 300 side is arranged on the left side of the center of the drawing, and a discharge valve mechanism 8 is arranged on the right side of the center of the drawing.
- a low-pressure fuel suction port 10a, a pressure pulsation reduction mechanism 9, a suction passage 10d, and the like are disposed as a fuel suction side mechanism.
- the plunger internal combustion engine side mechanism (attachment root 150) is shown in the lower center of FIG.
- the plunger internal combustion engine side mechanism is a portion that is embedded and fixed in the internal combustion engine body as shown in FIG. 3, it is referred to as a mounting root (150) here.
- the relief valve 100 is not shown in the display cross section of FIG.
- the relief valve 100 can be displayed in a display section at a different angle, but since it is not directly related to the present invention, description and display are omitted.
- FIG. 3 shows a state in which the mounting root 150 (plunger internal combustion engine side mechanism) is embedded and fixed in the internal combustion engine body.
- the attachment root 150 is described as a center, description of other parts is omitted.
- reference numeral 90 denotes a thick portion of the cylinder head of the internal combustion engine.
- An attachment root attaching hole 95 is formed in advance in the cylinder head 90 of the internal combustion engine.
- the attachment root portion mounting hole 95 is configured with a two-stage diameter according to the shape of the attachment root portion 150, and the attachment root portion 150 is fitted and disposed in the root portion attachment hole 95.
- the mounting root 150 is airtightly fixed to the cylinder head 90 of the internal combustion engine.
- the fuel supply pump uses a flange 1 e provided in the pump body 1 ⁇ / b> P, is in close contact with the plane of the cylinder head 90 of the internal combustion engine, and is fixed by a plurality of bolts 91.
- the mounting flange 1e is welded to the pump body 1P at the welded portion 1f to form an annular fixed portion.
- the pump body 1P and the mounting flange 1e may be integrated.
- laser welding is used for welding the weld 1f.
- an O-ring 61 is fitted into the pump body 1P for sealing between the cylinder head 90 and the pump body 1P, thereby preventing engine oil from leaking to the outside.
- the mounting root 150 arranged in an airtight manner in this way is a tappet that converts the rotational motion of the cam 93 attached to the camshaft of the internal combustion engine into a vertical motion at the lower end of the small diameter portion 2 b of the plunger 2 and transmits it to the plunger 2.
- 92 is provided.
- the plunger 2 is pressure-bonded to the tappet 92 by the spring 4 through the retainer 15. Thereby, the plunger 2 is reciprocated up and down with the rotational movement of the cam 93.
- a plunger seal 13 held at the lower end of the inner periphery of the seal holder 7 is installed in a state in which the plunger seal 13 slidably contacts the outer periphery of the plunger 2 in the lower part of the cylinder 6 in the figure.
- the fuel can be sealed even when the plunger 2 slides to prevent the fuel from leaking to the outside.
- lubricating oil including engine oil
- for lubricating the sliding portion in the internal combustion engine is prevented from flowing into the pump body 1P.
- the mounting root 150 arranged in an airtight manner is reciprocated in the cylinder 6 as the internal plunger 2 rotates.
- the pump body 1P has a cylinder 6 that guides the reciprocating motion of the plunger 2 and has an end (upper side in FIG. 1) formed into a bottomed cylindrical shape so as to form a pressurizing chamber 11 therein. It is attached.
- the pressurizing chamber 11 is connected to an electromagnetic suction valve 300 for supplying fuel and a discharge valve mechanism 8 for discharging fuel from the pressurizing chamber 11 to the discharge passage.
- a plurality of communication holes 6b are provided to communicate the groove 6a with the pressurizing chamber.
- the cylinder 6 is press-fitted and fixed to the pump body 1P at the outer diameter, and is sealed with a cylindrical surface of the press-fitting portion so that fuel pressurized from the gap with the pump body 1P does not leak to the low pressure side.
- the cylinder 6 has a small-diameter portion 6 c on the outer diameter on the pressurizing chamber side.
- the cylinder 6 exerts a force on the low-pressure fuel chamber 10 side, but the cylinder 6 is pulled out to the low-pressure fuel chamber 10 side by providing the pump body 1P with the small diameter portion 1a. To prevent that.
- a double seal function is also achieved.
- a damper cover 14 is fixed to the head of the pump body 1P.
- the damper cover 14 is provided with a suction joint 51 and forms a low-pressure fuel suction port 10a.
- the fuel that has passed through the low-pressure fuel suction port 10a passes through the suction filter 52 fixed inside the suction joint 51, and reaches the suction port 31b of the electromagnetic suction valve 300 through the pressure pulsation reducing mechanism 9 and the suction passage 10d.
- the suction filter 52 in the suction joint 51 serves to prevent foreign matter existing between the fuel tank 20 and the low-pressure fuel suction port 10a from being sucked into the fuel supply pump by the flow of fuel.
- the plunger 2 has the large-diameter portion 2a and the small-diameter portion 2b, so that the volume of the annular low-pressure fuel chamber 7a is increased or decreased by the reciprocating motion of the plunger.
- the volume increase / decrease is communicated with the low-pressure fuel chamber 10 by the fuel passage 1d (FIG. 3), so that when the plunger 2 is lowered, the pressure is reduced from the annular low-pressure fuel chamber 7a to the low-pressure fuel chamber 10; A fuel flow is generated from the fuel chamber 10 to the annular low-pressure fuel chamber 7a.
- the low pressure fuel chamber 10 is provided with a pressure pulsation reduction mechanism 9 for reducing the pressure pulsation generated in the fuel supply pump from spreading to the suction pipe 28 (FIG. 2).
- a pressure pulsation reduction mechanism 9 for reducing the pressure pulsation generated in the fuel supply pump from spreading to the suction pipe 28 (FIG. 2).
- the pressure pulsation reducing mechanism 9 provided in the low-pressure fuel chamber 10 is formed by a metal damper in which two corrugated disk-shaped metal plates are bonded together on the outer periphery and an inert gas such as argon is injected therein. The pressure pulsation is absorbed and reduced by expansion and contraction of the metal damper.
- Reference numeral 9a denotes a mounting bracket for fixing the metal damper to the inner peripheral portion of the pump body 1P. Since the mounting bracket 9a is installed on the fuel passage, a plurality of holes are provided so that fluid can freely go back and forth on the mounting bracket 9a. I have to.
- the discharge valve mechanism 8 provided at the outlet of the pressurizing chamber 11 includes a discharge valve sheet 8a, a discharge valve 8b that contacts and separates from the discharge valve sheet 8a, and a discharge valve spring that urges the discharge valve 8b toward the discharge valve sheet 8a. 8c, a discharge valve holder 8d that accommodates the discharge valve 8b and the discharge valve seat 8a.
- the discharge valve sheet 8a and the discharge valve holder 8d are joined by welding at a contact portion 8e to form an integral discharge valve mechanism 8. Forming.
- a stepped portion for forming a discharge valve stopper 8f (stopper) that restricts the stroke of the discharge valve 8b is provided inside the discharge valve holder 8d.
- the stroke of the discharge valve 8b is appropriately determined by the discharge valve stopper 8f.
- the stroke is too large, and the fuel discharged at high pressure to the fuel discharge port 12 due to the delay in closing the discharge valve 8b can be prevented from flowing back into the pressurizing chamber 11 again, and the efficiency of the fuel supply pump is reduced. Can be suppressed.
- the discharge valve 8b repeats opening and closing movements, the discharge valve 8b is guided on the inner peripheral surface of the discharge valve holder 8d so as to move only in the stroke direction. By doing so, the discharge valve mechanism 8 becomes a check valve that restricts the flow direction of fuel.
- FIGS. 1, 4A and 4B are detailed sectional views (when the valve is opened) of the suction valve portion A.
- FIG. 4A shows a longitudinal sectional view
- FIG. 4B shows a 45-degree sectional view.
- the structure on the electromagnetic suction valve 300 side is mainly composed of a suction valve part A mainly composed of the suction valve 30, a solenoid mechanism part B mainly composed of the rod 35 and the anchor part 36, and an electromagnetic coil 43.
- the coil part C will be broadly described.
- the suction valve portion A includes a suction valve 30, a suction valve stopper 32, and a suction valve biasing spring 33.
- the seat member 31 is cylindrical, and has a suction valve seat portion 31a in the axial direction of the inner peripheral side and a plurality of suction ports 31b radially about the cylindrical shaft.
- the suction valve stopper 32 is disposed between the pressurization chamber 11 and the suction valve 30, and has a disc-like portion 32d that overlaps the suction valve 30 in the suction valve axial direction, and a plate-like shape from the disc-like portion 32d toward the pressurization chamber. It has a plurality of plate-like portions 32m (protruding portions) protruding toward the surface.
- the suction valve stopper 32 restricts the movement of the suction valve 30 in the valve opening direction (the direction in which the suction valve 30 separates from the seat member 31).
- the plurality of plate-like parts 32m support the disk-like part 32d. Since the plate-like portion 32m is substantially linear, the impact force from the suction valve 30 is transmitted substantially linearly from the root of the plate-like portion 32m toward the tip. Thereby, it can prevent that a crack generate
- a fixing portion 32c (fixing surface) is provided on the outermost periphery of the plate-like portion 32m, and this portion is fitted and held in the inner peripheral cylindrical surface of the housing portion 31c.
- a support portion 32n (support surface) is provided on an end surface perpendicular to the fixed portion 32c.
- the 1st flow path 32e (FIG. 4B) is formed between the outer peripheral side surface of the disk-shaped part 32d, and the housing part 31c arrange
- the first flow path 32e is connected to the second flow path 32f closer to the pressurization chamber than the side of the pressurization chamber of the disk-shaped portion 32d, and the first flow path 32e and the second flow path 32f are continuously provided by the housing portion 31c.
- the plurality of fixing portions 32c are configured to be positioned on the pressurizing chamber side with respect to the surface on the suction valve side of the disc-shaped portion 32d.
- the suction valve urging spring 33 is arranged on the inner peripheral side of the suction valve stopper 32 and in a spring holding portion 32h which is a small diameter portion for stabilizing one end of the spring coaxially.
- the suction valve 30 is disposed between the suction valve seat portion 31 a and the suction valve stopper 32.
- the suction valve urging spring 33 is a compression coil spring and is installed so that the urging force acts in a direction in which the suction valve 30 is pressed against the suction valve seat portion 31a. It is not limited to the compression coil spring, and any form may be used as long as it can obtain an urging force, and a leaf spring having an urging force integrated with the suction valve may be used.
- the intake valve portion A By configuring the intake valve portion A in this way, in the pump intake stroke, the fuel that has passed through the intake port 31b and entered the interior passes between the intake valve 30 and the intake valve seat portion 31a, and the intake valve 30 and the passage between the plate-like portions 32m adjacent to the circumferential direction of the suction valve stopper 32 (first flow path 32e), the passage of the pump body 1P and the cylinder, and the fuel to the pressurizing chamber Inflow.
- FIG. 5 is a detailed sectional view of the intake valve portion A (when the valve is closed).
- the intake valve 30 performs contact sealing with the intake valve seat portion 31a, thereby serving as a check valve that prevents backflow of fuel to the inlet side.
- the amount of axial movement of the intake valve 30 is limited by the intake valve stopper 32. This is because if the amount of movement is too large, the reverse flow rate increases due to a response delay when the intake valve 30 is closed, and the performance as a pump decreases.
- the movement amount can be regulated by the shape and dimension of the suction valve seat portion 31a, the suction valve 30, and the suction valve stopper 32 in the axial direction and the fixed position.
- the suction valve stopper 32 has a disc-like portion 32d having a convex portion 32b facing the suction valve 30.
- the downstream side surface 30 of the intake valve 30 is in contact with the convex portion 32b, so that the movement in the axial direction is restricted.
- the convex portion 32b is formed on the opposing surface 32o of the intake valve stopper 32 that opposes the downstream side surface 30a of the intake valve 30 so as to protrude upstream (in the valve closing direction). The contact area between the downstream side surface 30 of the intake valve 30 and the opposing surface 32o of the intake valve stopper 32 is reduced by the convex portion 32b.
- the downstream side surface 30a of the suction valve 30 is easily separated from the facing surface 32o of the suction valve stopper 32, and the valve closing response can be improved.
- the contact area is increased, so that a large squeeze force acts between the downstream side surface 30a of the suction valve 30 and the opposing surface 32o of the suction valve stopper 32, and the suction valve 30
- the downstream side surface 30 a is unlikely to be separated from the facing surface 32 o of the suction valve 32.
- the suction valve 30, the suction valve seat portion 31a, and the suction valve stopper 32 use a material obtained by heat-treating martensitic stainless steel that has high strength, high hardness, and excellent corrosion resistance in order to repeatedly collide with each other.
- the material (material) of the suction valve stopper is martensitic stainless steel with a carbon content of 0.25 %% or more, and the hardness after quenching is preferably HRC52 or more.
- the intake valve spring 33 is made of austenitic stainless steel in consideration of corrosion resistance. Further, regarding the fixing method of the suction valve stopper 32, the plurality of fixing portions 32c are press-fitted into the inner peripheral surface of the housing portion 31c.
- the plurality of fixing portions 32c are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side of the outermost peripheral end portion of the outer peripheral side surface of the disk-shaped portion 32d (see FIG. 6A).
- the two flow paths 32f are formed on the outer peripheral side with respect to the outermost peripheral end portion of the outer peripheral side surface of the disk-shaped portion 32d.
- the outermost peripheral end portion of the outer peripheral side surface of the disc-shaped portion 32 d is configured to be positioned on the outer peripheral side with respect to the outermost peripheral end portion of the outer peripheral surface of the suction valve 30.
- the outermost diameter of the suction valve 30 may be larger than the outermost diameter of the disc-shaped portion 32d.
- the solenoid mechanism part B includes a rod 35 that is a movable part, an anchor part 36, a rod guide 37 that is a fixed part, an outer core 38, a fixed core 39, a rod biasing spring 40, and an anchor part biasing spring 41.
- the rod 35 and the anchor part 36 which are movable parts are configured as separate members.
- the rod 35 is slidably held in the axial direction on the inner peripheral side of the rod guide 37, and the inner peripheral side of the anchor portion 36 is slidably held on the outer peripheral side of the rod 35. That is, both the rod 35 and the anchor portion 36 are configured to be slidable in the axial direction as long as they are geometrically restricted.
- the anchor portion 36 has one or more through holes 36a penetrating in the axial direction of the component in order to move freely and smoothly in the axial direction in the fuel, and eliminates the restriction of movement due to the pressure difference before and after the anchor portion as much as possible. .
- the rod guide 37 is inserted in the radial direction on the inner peripheral side of the hole into which the suction valve of the pump body 1P is inserted, and is abutted against one end portion of the suction valve seat in the axial direction and welded to the pump body 1P. It is set as the structure arrange
- the rod guide 37 is also provided with a through hole 37a penetrating in the axial direction in the same manner as the anchor portion 36, and the pressure of the fuel chamber on the anchor portion side controls the movement of the anchor portion so that the anchor portion can move freely and smoothly. It is configured not to interfere.
- the outer core 38 has a thin cylindrical shape on the side opposite to the portion to be welded with the fuel supply pump main body, and is fixed by welding in such a manner that the fixed core 39 is inserted on the inner peripheral side thereof.
- a rod urging spring 40 is arranged on the inner peripheral side of the fixed core 39 with the narrow diameter portion as a guide, the rod 35 comes into contact with the suction valve 30, and the suction valve is pulled away from the suction valve seat portion 31a, that is, suction. Energizing force is applied in the valve opening direction.
- the anchor portion biasing spring 41 is disposed so as to apply a biasing force to the anchor portion 36 in the direction of the rod collar portion 35a while inserting one end into a cylindrical central bearing portion 37b provided on the center side of the rod guide 37 and maintaining the same axis. It is said.
- the movement amount of the anchor part 36 is set larger than the movement amount of the intake valve 30. This is because the intake valve 30 is surely closed.
- the intake valve portion A and the solenoid mechanism portion B are configured by organically arranging three springs.
- the suction valve biasing spring 33 configured in the suction valve unit A, the rod biasing spring 40 and the anchor unit biasing spring 41 configured in the solenoid mechanism unit B correspond to this.
- any spring uses a coil spring, but any spring can be used as long as it can obtain an urging force.
- the coil portion C includes a first yoke 42, an electromagnetic coil 43, a second yoke 44, a bobbin 45, a terminal 46, and a connector 47.
- An electromagnetic coil 43 in which a copper wire is wound around the bobbin 45 is disposed so as to be surrounded by the first yoke 42 and the second yoke 44, and is molded and fixed integrally with a connector which is a resin member.
- the respective ends of the two terminals 46 are respectively connected to both ends of the copper wire of the coil so as to be energized.
- the terminal 46 is molded integrally with the connector, and the other end is connectable to the engine engine control unit side.
- the coil part C is fixed by press-fitting the hole at the center of the first yoke 42 into the outer core 38. At that time, the inner diameter side of the second yoke 44 is configured to come into contact with the fixed core 39 or close with a slight clearance.
- Both the first yoke 42 and the second yoke 44 are made of a magnetic stainless steel material for constituting a magnetic circuit and considering corrosion resistance, and the bobbin 45 is made of high-strength heat-resistant resin in consideration of strength characteristics and heat resistance characteristics.
- a magnetic circuit is formed by the outer core 38, the first yoke 42, the second yoke 44, the fixed core 39, and the anchor portion 36, and a current is supplied to the coil.
- a magnetic force is applied, a magnetic attractive force is generated between the fixed core 39 and the anchor portion 36, and a force attracted to each other is generated.
- the axial portion where the fixed core 39 and the anchor portion 36 generate the magnetic attractive force is made as thin as possible, so that almost all of the magnetic flux passes between the fixed core 39 and the anchor portion 36. The magnetic attractive force can be obtained efficiently.
- the fuel supply pump operates as follows in each stroke of suction, return, and discharge in the pump operation.
- the inhalation process will be explained.
- the plunger 2 moves in the direction of the cam 93 (the plunger 2 is lowered) by the rotation of the cam 93 in FIG. That is, the position of the plunger 2 has moved from the top dead center to the bottom dead center.
- the intake stroke state for example, referring to FIG. 1, the volume of the pressurizing chamber 11 increases and the fuel pressure in the pressurizing chamber 11 decreases.
- the electromagnetic coil 43 remains in a non-energized state and no magnetic biasing force is acting. Therefore, the suction valve 30 is pressed against the rod 35 by the urging force of the rod urging spring 40 and remains open.
- the return process will be explained.
- the plunger 2 moves in the upward direction by the rotation of the cam 93 in FIG. That is, the position of the plunger 2 starts to move from the bottom dead center toward the top dead center.
- the volume of the pressurizing chamber 11 decreases with the compression movement after the suction in the plunger 2, but in this state, the fuel once sucked into the pressurizing chamber 11 once again passes through the intake valve 30 in the valve open state. Since it is returned to the suction passage 10d, the pressure in the pressurizing chamber does not increase. This process is called a return process.
- a magnetic circuit is formed by the outer core 38, the first yoke 42, the second yoke 44, the fixed core 39, and the anchor portion 36, and when a current is applied to the coil, the magnetic force is generated between the fixed core 39 and the anchor portion 36. A suction force is generated, and a force attracted to each other is generated.
- the anchor portion 36 is sucked by the fixed core 39 which is a fixed portion, the rod 35 moves in a direction away from the intake valve 30 by the locking mechanism of the anchor portion 36 and the rod collar portion 35a.
- the suction valve 30 is closed by the biasing force of the suction valve biasing spring 33 and the fluid force caused by the fuel flowing into the suction passage 10d.
- the compression stroke of the plunger 2 (the ascending stroke from the lower starting point to the upper starting point) consists of a return stroke and a discharge stroke.
- the quantity of the high-pressure fuel discharged can be controlled by controlling the energization timing to the electromagnetic coil 43 of the electromagnetic suction valve 300. If the timing of energizing the electromagnetic coil 43 is advanced, the ratio of the return stroke during the compression stroke is small and the ratio of the discharge stroke is large. That is, the amount of fuel returned to the suction passage 10d is small and the amount of fuel discharged at high pressure is large. On the other hand, if the energization timing is delayed, the ratio of the return stroke during the compression stroke is large and the ratio of the discharge stroke is small. That is, the amount of fuel returned to the suction passage 10d is large, and the amount of fuel discharged at high pressure is small.
- the energization timing to the electromagnetic coil 43 is controlled by a command from the engine control unit 27 (control unit).
- the amount of fuel discharged at high pressure can be controlled to the amount required by the internal combustion engine by controlling the timing of energizing the electromagnetic coil 43.
- the suction, return, and discharge operations described above are performed in an extremely fast cycle.
- the collision frequency between the suction valve 30 and the suction valve stopper 32 is high, it is several hundred times per second. Since the impact load at this time is received by the support portion 32n of the suction valve stopper 32, the thickness and shape of the plate-like portion 32m are reduced. This greatly affects the durability of the suction valve stopper 32.
- FIG. 6A shows a plan view of the suction valve stopper for explaining the thickness and shape
- FIG. 6B shows a side view of the suction valve stopper.
- the channel cross-sectional area of the second channel 32f shown in FIG. 4B is smaller than the first channel 32e by the amount of the plate-like portion 32m, and the contribution to the pressure loss is great.
- the distance H between the base portion of the convex portion 32b and the support portion 32n satisfies the following inequality (1) with respect to the thickness t of the base portion of the convex portion 32b, thereby contributing to pressure loss.
- a sufficient opening area of the large second flow path 32f can be secured, and pressure loss can be reduced.
- the distance H between the surface 32dS of the disk-shaped part 32d facing the suction valve 30 and the tip of the plate-shaped part 32m is larger than 1.4 times the thickness t of the disk-shaped part 32d.
- the shape of the plate-like portion 32m is stepped (crank shape)
- stress concentrates on a portion having a small curvature when the suction valve 30 collides, and the stress concentration portion is easily damaged in the durability test.
- cracks are likely to occur in a portion having a small curvature, and this can also be a factor that deteriorates the durability test performance.
- the plate-like portion 32m has a substantially linear shape in which the angle difference ⁇ with the support portion 32n is in the range of the following inequality (2).
- the angle (angle difference ⁇ ) of the plate-like portion 32m with respect to the radial direction of the disc-like portion 32d is 10 ° to 60 °.
- the convex portion 32b has an annular shape and has a plurality of cutout portions 32p. Thereby, it can prevent that the spring holding part 32h becomes a negative pressure and the valve closing responsiveness of the suction valve 30 deteriorates.
- a crushing part 32q is provided. At this time, by causing the plate thickness A of the plate-like portion 32m and the plate thickness B of the crushed portion 32q to satisfy the following inequality (3), generation of cracks at the base on the notch 32p side of the convex portion 32b occurs. In addition, the durability performance when the suction valve 30 and the suction valve stopper 32 collide can be satisfied.
- the plate-like portion 32m includes a crushing portion 32q that indicates a portion where the plate thickness is reduced.
- the minimum value (plate thickness B) of the plate-like portion 32m is larger than 60% of the maximum value (plate thickness A) of the plate-like portion 32m.
- the stress in the vicinity of the root of the convex portion 32b is suppressed by the stress in the vicinity of the crushed portion 32q. Thereby, it can suppress that a crack generate
- the suction valve 30 is held by the biasing force of the rod 35 and the suction valve biasing spring 33. For this reason, when the suction valve urging spring 33 falls, the reverse flow rate increases due to a response delay when the suction valve 30 is closed, and the performance as a pump is degraded.
- the distance L from the base portion of the convex portion 32b to the bottom surface of the spring holding portion 32h is expressed by the following inequality (4) with respect to the thickness t of the base portion of the convex portion 32b. ) Is required.
- the distance L between the surface 32dS of the disk-shaped part 32d facing the intake valve 30 and the bottom surface of the spring holding part 32h (recessed part) is larger than 0.5 times the thickness t of the disk-shaped part 32d.
- the spring holding portion 32h is formed by the first inner diameter portion 32s having the inner diameter ⁇ D1, the second inner diameter portion 32t having the inner diameter ⁇ D2, and the third inner diameter portion 32u having the inner diameter ⁇ D3 so as to satisfy the following inequality (5).
- the spring holding portion is formed by forging, it can be formed without generation of cracks.
- the durability performance of the urging force by the suction valve urging spring 33 and the durability performance when the suction valve 30 and the suction valve stopper 32 collide can be satisfied.
- the disk-shaped portion 32d has a spring holding portion 32h (a recessed portion) on the surface 32dS facing the intake valve 30.
- the inner peripheral surface of the spring holding portion 32h (recessed portion) has a first inner diameter portion 32s having the largest inner diameter, a second inner diameter portion 32t having an inner diameter smaller than the first inner diameter portion 32s, and the second inner diameter portion 32t in order from the convex portion 32b.
- a third inner diameter portion 32u having an inner diameter smaller than that of the second inner diameter portion 32t.
- suction valve biasing spring 33 (spring) is arranged on the bottom surface of the spring holding portion 32 h (dent) and biases the suction valve 30.
- the suction valve biasing spring 33 is guided by the third inner diameter portion 32u.
- FIG. 7 shows a forging line of the plate-like portion 32m.
- a line connecting the base of the convex portion 32b and the support portion 32n is indicated by a two-dot chain line.
- the forging line near the center of the plate thickness direction from the base of the convex portion 32b to the support portion 32n and the line connecting the convex portion 32b and the support portion 32n are substantially parallel.
- the slope of the forging line at the center portion between the root of the plate-like portion 32m and the tip is equivalent to the slope of a straight line connecting the root of the convex portion 32b and the tip of the plate-like portion 32m.
- the edge 32mE of the plate-like portion 32m opposite to the suction valve 30 is an S-shaped curve.
- the disc-shaped portion 32d of the suction valve stopper 32 of the present embodiment has a facing surface 32o. It is desirable that the outermost diameter portion 32p of the facing surface 32o to the most upstream portion 32q of the fixing portion 32c (fixing surface) be substantially linear. Further, on the downstream surface of the plate-like portion 32m, the innermost-diameter portion 32q of the support portion 32n (support surface) from the downstream-side plate-like formation portion 32s having the same radial position as the outermost diameter portion 32p of the opposing surface 32o. It is desirable to be configured to be substantially linear.
- the impact load between the suction valve 30 and the suction valve stopper 32 can be efficiently released from the convex portion 32b toward the support portion 32n, and an excessive stress concentration on the plate-like portion 32m can be avoided to improve durability performance. Can be satisfied.
- Suction passage 11 Pressure chamber 12 . Fuel discharge port 12a ... Discharge passage 13 ... Plunger seal 14 ... Damper cover 15 ... Retainer 20 ... Fuel tank 21 ... Feed pump 23 ... Common rail 24 ... Injector 26 ... Pressure sensor 27 ... Engine control unit 28 ... Suction piping 30 ... Suction valve 31 ... Seat member 31a ... Suction valve seat Part 31b ... Suction port 31c ... Housing part 32 ... Suction valve stopper 32b ... Convex part 32c ... Fixed part 32d ... Disk-like part 32e ... First flow path 32f ... Second flow path 32h ... Spring holding part 32m ... Plate-like part 32n ... support part 32p ... notch part 32q ...
- crushing part 32s ... first inner diameter part 32t ... second inner diameter part 32u ... third inner diameter part 33 ... suction valve spring 35 ... rod 35a ... rod collar part 36 ... anchor part 36a ... penetrating Hole 37 ... Rod guide 37a ... Through hole 37b ... Center bearing 38 ... Outer core 39 ... Fixed core 42 ... First yoke 43 ... Electromagnetic coil 44 ... Second yoke 45 ... Bobbin 46 ... Terminal 47 ... Connector 51 ... Suction joint 52 ... Suction filter 61 ... O-ring 90 ... Cylinder head 91 ... Bolt 92 ... Tuppet 93 ... Cam 95 ... Attaching root attachment hole 100 ... Riri Fubarubu 101 ... relief valve seat 102 ... relief valve 110 ... high-pressure line 150 ... mounting root
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Abstract
製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる燃料供給ポンプを提供する。そのため、燃料供給ポンプ１は、吸入弁３０と、吸入弁ストッパ３２と、を備える。吸入弁ストッパ３２は、吸入弁３０の開弁方向（吸入弁３０がシート部材３１から離れる方向）の移動を規制する。吸入弁ストッパ３２は、円盤状部３２ｄと、複数の板状部３２ｍと、を有する。円盤状部３２ｄは、吸入弁３０に対向する凸部３２ｂを有する。複数の板状部３２ｍは、円盤状部３２ｄを支える。
Description
本発明は、燃料供給ポンプに関する。
従来から、吸入弁と加圧室を繋ぐ流路構造に関して各種提案がなされている。その中で、例えば特開２０１０－１６９０８０号公報には、吸入弁のストッパ部材の周方向に複数の貫通穴を設けて、加圧室への流路を形成する構造が開示されている。また特表２０１３－５１２３９９号公報には、吸入弁ストッパの外周に環状の隙間を設けて、加圧室への流路を形成する構造が開示されている。
昨今、内燃機関の高出力・低燃費・低コスト化が精力的に進められている。これを受け、燃料供給ポンプには、高出力・低燃費に対応する吐出燃料の大流量、高圧化や、その制御精度の向上、低コスト化に対応する加工工数の低減などが強く求められている。なかでも吸入弁は、これらの要求性能を満足する上で最も重要な部品の一つであり、その性能向上が重要な課題となっている。そこで、吐出燃料の大流量化に対応し、かつ流量の制御精度を向上させる例として、特許文献１に示したような流路構造が挙げられる。本構造では、吐出燃料を大流量化した場合にも当該流路の前後で圧力損失が増大しないよう、複数の貫通穴を設けることで十分な流路断面積を確保している。
しかしながら、この場合、貫通穴の個数にともなって加工工数が増加し、コストが増加してしまう可能性がある。さらに、より簡素な構造で流路断面積を確保する例として、特許文献２に示したような流路構造が挙げられる。本構造では、吸入弁ストッパの外周を環状の通路にすることで十分な流路断面積を確保している。一方、吸入弁ストッパは弁体の変位を規制する機能を有する必要があるため、ポンプボディなどに固定されている必要がある。この際、弁体の衝突等による繰り返し荷重が継続的にかかるため、吸入弁ストッパには十分な耐衝撃性が要求される。
しかしながら、特許文献２の構造ではその方法が開示されておらず、吸入弁ストッパとしての機能を十分に果たすことができない可能性がある。
本発明の目的は、製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる燃料供給ポンプを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の燃料供給ポンプは、吸入弁と、前記吸入弁の開弁方向の移動を規制する吸入弁ストッパと、を備え、前記吸入弁ストッパは、前記吸入弁に対向する凸部を有する円盤状部と、前記円盤状部を支える複数の板状部と、を有する。
本発明によれば、製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる燃料供給ポンプを提供することができる。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。
以下、図面を用いて、本発明の実施形態による燃料供給ポンプの構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
本実施形態では、前述した目的と一部重複するが、加工工数の少ない簡素な構造で十分な流路断面積を確保することができ、十分な衝撃力に対する耐久性を有する吸入弁ストッパ、およびそれを適用した低コストな燃料供給ポンプを提供することを目的とする。
（全体構成）
図２は、本発明が適用可能な燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの全体構成の一例を示す図（模式図）である。この図を用いて、はじめに、全体システムの構成と動作を説明する。
図２は、本発明が適用可能な燃料供給ポンプを含む燃料供給システムの全体構成の一例を示す図（模式図）である。この図を用いて、はじめに、全体システムの構成と動作を説明する。
図２において、破線で囲まれた部分が燃料供給ポンプ１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１Ｐに一体に組み込まれていることを示す。ポンプボディ１Ｐには、燃料タンク２０からフィードポンプ２１を経由して燃料が送り込まれ、ポンプボディ１Ｐからインジェクタ２４側に加圧された燃料が送られる。制御部としてのエンジンコントロールユニット２７（ECU: Engine Control Unit）は圧力センサ２６から燃料の圧力を取り込み、これを最適化すべくフィードポンプ２１、ポンプボディ１Ｐ内の電磁コイル４３、インジェクタ２４を制御する。
図２において、まず燃料タンク２０の燃料は、エンジンコントロールユニット２７（制御部）からの制御信号Ｓ１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を通して燃料供給ポンプ１の低圧燃料吸入口１０ａ（吸入ジョイント）に送られる。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、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３００の吸入ポート３１ｂに至る。
なお圧力脈動低減機構９は、エンジンのカム９３（図３）により往復運動を行うプランジャ２に連動して圧力を可変とする環状低圧燃料室７ａに連通することで、電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに吸入する燃料圧力の脈動を低減している。
電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂ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。なお吸入弁３０の弁位置は、エンジンコントロールユニット２７（制御部）からの制御信号Ｓ２に基づき、ポンプボディ１Ｐ内の電磁コイル４３が制御されることで定まる。加圧室１１では、エンジンのカム９３（図３）により、プランジャ２に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、プランジャ２の下降行程では吸入弁３０から燃料を吸入し、プランジャ２の上昇行程では吸入した燃料が加圧され、吐出弁機構８を介して圧力センサ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。この後、エンジンコントロールユニット２７（制御部）からの制御信号Ｓ３に基づきインジェクタ２４がエンジンへ燃料を噴射する。
なお、加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、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などで構成されている。この吐出弁機構８によれば、加圧室１１内部圧力が吐出弁８ｂの下流側の吐出通路１２ａ側圧力よりも高く、かつ吐出弁ばね８ｃが定める抗力に打ち勝つときに吐出弁８ｂが開放し、加圧室１１から吐出通路１２ａ側に加圧された燃料が圧送供給される。
また図２の電磁吸入弁３００は、吸入弁３０、吸入弁３０の位置を制御するロッド３５、アンカー部３６、吸入弁ばね３３、ロッド付勢ばね４０、アンカー部付勢ばね４１などから構成される。この機構によれば吸入弁３０は、吸入弁ばね３３により閉弁方向に付勢され、ロッド付勢ばね４０によりロッド３５を介して開弁方向に付勢されている。また、アンカー部３６はアンカー部付勢ばね４１により閉弁方向に付勢されている。吸入弁３０の弁位置は、電磁コイル４３によりロッド３５を駆動することで制御される。
このように燃料供給ポンプ１は、エンジンコントロールユニット２７（制御部）が電磁吸入弁３００へ与える制御信号Ｓ２によりポンプボディ１Ｐ内の電磁コイル４３が制御され、吐出弁機構８を介してコモンレール２３へ圧送される燃料が所望の供給燃料となるように燃料流量を吐出する。
また燃料供給ポンプ１においては、加圧室１１とコモンレール２３の間が、リリーフバルブ１００により連通されている。このリリーフバルブ１００は、吐出弁機構８と並列配置された弁機構である。リリーフバルブ１００は、コモンレール２３側の圧力がリリーフバルブ１００の設定圧力以上に上昇すると、リリーフバルブ１００が開弁し燃料供給ポンプ１の加圧室１１内に燃料が戻されることでコモンレール２３内の異常な高圧状態を防止する。
リリーフバルブ１００は、ポンプボディ１Ｐ内の吐出弁８ｂの下流側の吐出通路１２ａと加圧室１１とを連通する高圧流路１１０を形成する。吐出弁８ｂは高圧流路１１０をバイパスするように設けられる。
高圧流路１１０には燃料の流れを吐出流路から加圧室１１への一方向のみに制限するリリーフ弁１０２が設けられている。リリーフ弁１０２は、押付力を発生するリリーフばね１０５によりリリーフ弁シート１０１に押付けられており、加圧室１１内と高圧流路１１０内との間の圧力差がリリーフばね１０５で定まる規定の圧力以上になるとリリーフ弁１０２がリリーフ弁シート１０１から離れ、開弁するように設定されている。
この結果、燃料供給ポンプ１の電磁吸入弁３００の故障等によりコモンレール２３が異常な高圧となった場合、高圧流路１１０と加圧室１１の差圧がリリーフ弁１０２の開弁圧力以上になると、リリーフ弁１０２が開弁し、異常高圧となった燃料は高圧流路１１０から加圧室１１へと戻され、コモンレール２３等の高圧部配管が保護される。
図１は、機構的に一体に構成されたポンプボディ１Ｐの具体事例を示した図である。図１に示すように、図示中央高さ方向にエンジンのカム９３（図３）により往復運動（この場合には上下動）を行うプランジャ２がシリンダ６内に配置され、プランジャ上部のシリンダ６内に加圧室１１が形成されている。
また、図示中央左側に電磁吸入弁３００側の機構を配置し、図示中央右側に吐出弁機構８を配置している。また図示上部には、燃料吸入側の機構として低圧燃料吸入口１０ａ、圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄなどを配置している。さらに、図１中央下部にはプランジャ内燃機関側機構（取り付け根部１５０）を示している。
プランジャ内燃機関側機構は、図３に示すように内燃機関本体に埋め込まれて固定される部分であることから、ここでは取り付け根部（１５０）と称する。なお、図１の表示断面では、リリーフバルブ１００を図示していない。リリーフバルブ１００は、別角度の表示断面内には表示可能であるが、本発明と直接関係がないので説明、表示を割愛する。
図２各部の詳細説明は後述することにして、まず取り付け根部の取り付けについて図３で説明する。図３は、取り付け根部１５０（プランジャ内燃機関側機構）が内燃機関本体に埋め込まれて、固定された状態を示したものである。但し図３では取り付け根部１５０を中心として記述しているので、他の部分の記述を割愛している。
図３において、９０は内燃機関のシリンダヘッドの肉厚部分を示している。内燃機関のシリンダヘッド９０には、予め取り付け根部取り付け用孔９５が形成されている。取り付け根部取り付け用孔９５は、取り付け根部１５０の形状に合わせて２段の径で構成されており、この根部取り付け用孔９５に、取り付け根部１５０が嵌装配置される。
そのうえで、取り付け根部１５０が内燃機関のシリンダヘッド９０に気密に固定される。図３の気密固定配置例では、燃料供給ポンプはポンプボディ１Ｐに設けられたフランジ１ｅを用い内燃機関のシリンダヘッド９０の平面に密着し、複数のボルト９１で固定される。そのうえで取付けフランジ１ｅは、溶接部１ｆにてポンプボディ１Ｐに全周を溶接結合されて環状固定部を形成している。あるいは、ポンプボディ１Ｐと取付けフランジ１ｅを一体構造としてもよい。
本実施例では、溶接部１ｆの溶接のためにレーザー溶接を用いている。またシリンダヘッド９０とポンプボディ１Ｐ間のシールのためにＯリング６１がポンプボディ１Ｐ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。
このように気密固定配置された取り付け根部１５０は、プランジャ２の小径部２ｂの下端において、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ている。
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おり、環状低圧燃料室７ａの燃料をプランジャ２が摺動した場合にでもシール可能な構造とし、外部に燃料が漏れることを防止する。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１Ｐの内部に流入するのを防止する。
図３のように気密固定配置された取り付け根部１５０は、その内部のプランジャ２が内燃機関の回転運動に伴い、シリンダ６内で往復運動をすることになる。この往復運動に伴う各部の働きについて、図１に戻り説明する。図１において、ポンプボディ１Ｐにはプランジャ２の往復運動をガイドし、かつ内部に加圧室１１を形成するよう端部（図１では上側）が有底筒型状に形成されたシリンダ６が取り付けられている。
さらに加圧室１１は燃料を供給するための電磁吸入弁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に連通するよう、外周側に環状の溝６ａと、環状の溝６ａと加圧室とを連通する複数個の連通穴６ｂが設けられている。
シリンダ６はその外径において、ポンプボディ１Ｐと圧入固定され、ポンプボディ１Ｐとの隙間から加圧した燃料が低圧側に漏れないよう圧入部円筒面でシールしている。また、シリンダ６の加圧室側外径に小径部６ｃを有する。加圧室１１の燃料が加圧されることによりシリンダ６が低圧燃料室１０側に力を作用させるが、ポンプボディ１Ｐに小径部１ａを設けることで、シリンダ６が低圧燃料室１０側に抜けることを防止している。お互いの面を軸方向に平面に接触させることで、ポンプボディ１Ｐとシリンダ６との圧入部円筒面（接触円筒面）のシールに加え、二重のシールの機能をも果たす。
ポンプボディ１Ｐの頭部にはダンパカバー１４が固定されている。ダンパカバー１４には吸入ジョイント５１が設けられており、低圧燃料吸入口１０ａを形成している。低圧燃料吸入口１０ａを通過した燃料は、吸入ジョイント５１の内側に固定された吸入フィルタ５２を通過し、圧力脈動低減機構９、吸入通路１０ｄを介して電磁吸入弁３００の吸入ポート３１ｂに至る。
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燃料供給ポンプ内に吸入することを防ぐ役目がある。
プランジャ２は、大径部２ａと小径部２ｂを有することにより、プランジャの往復運動によって環状低圧燃料室７ａの体積は増減する。体積の増減分は、燃料通路１ｄ（図３）により低圧燃料室１０と連通していることにより、プランジャ２の下降時は、環状低圧燃料室７ａから低圧燃料室１０へ、上昇時は、低圧燃料室１０から環状低圧燃料室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、脈動を低減する機能を有している。
低圧燃料室１０には燃料供給ポンプ内で発生した圧力脈動が吸入配管２８（図２）へ波及するのを低減させる圧力脈動低減機構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に設けた圧力脈動低減機構９は、２枚の波板状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。９ａは金属ダンパをポンプボディ１Ｐの内周部に固定するための取付け金具であり、燃料通路上に設置されるため、複数の穴を設け前記取付金具９ａの表裏に流体が自由に行き来できるようにしている。
加圧室１１の出口に設けられた吐出弁機構８は、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、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吐出弁ストッパ８ｆ（ストッパ）を形成する段付部が設けられている。
図１において、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８ｆ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、燃料供給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。
（電磁吸入弁の構成）
次に本発明の主要部である電磁吸入弁３００側の構造について、図１、図４Ａ、４Ｂを用いて説明する。図４Ａ、４Ｂは吸入弁部Ａの詳細断面図（開弁時）を示す。ここでは、図４Ａに縦断面図、図４Ｂに４５度断面図を示した。
次に本発明の主要部である電磁吸入弁３００側の構造について、図１、図４Ａ、４Ｂを用いて説明する。図４Ａ、４Ｂは吸入弁部Ａの詳細断面図（開弁時）を示す。ここでは、図４Ａに縦断面図、図４Ｂに４５度断面図を示した。
まず、電磁吸入弁３００側の構造について説明する。電磁吸入弁３００側の構造は、吸入弁３０を主体に構成された吸入弁部Ａと、ロッド３５とアンカー部３６を主体に構成されたソレノイド機構部Ｂと、電磁コイル４３を主体に構成されたコイル部Ｃに大別して説明する。
まず吸入弁部Ａは、吸入弁３０、吸入弁ストッパ３２、吸入弁付勢ばね３３からなる。
このうちシート部材３１は円筒型で、内周側軸方向に吸入弁シート部３１ａ、円筒の軸を中心に放射状に複数の吸入ポート３１ｂを有する。
このうちシート部材３１は円筒型で、内周側軸方向に吸入弁シート部３１ａ、円筒の軸を中心に放射状に複数の吸入ポート３１ｂを有する。
吸入弁ストッパ３２は、加圧室１１と吸入弁３０との間に配置され、吸入弁軸方向において吸入弁３０と重なる円盤状部３２ｄと、円盤状部３２ｄから板状に加圧室側に向かって突き出した複数本の板状部３２ｍ（突出部）を有する。
ここで、吸入弁ストッパ３２は、吸入弁３０の開弁方向（吸入弁３０がシート部材３１から離れる方向）の移動を規制する。複数の板状部３２ｍは、円盤状部３２ｄを支える。
板状部３２ｍは、略直線状であるため、吸入弁３０からの衝撃力を板状部３２ｍの付け根から先端に向けて略直線的に伝達する。これにより、板状部３２ｍに亀裂が発生することを防止することができる。
板状部３２ｍは、略直線状であるため、吸入弁３０からの衝撃力を板状部３２ｍの付け根から先端に向けて略直線的に伝達する。これにより、板状部３２ｍに亀裂が発生することを防止することができる。
板状部３２ｍの最外周に固定部３２ｃ（固定用の面）が設けられており、この部分でハウジング部３１ｃの内周円筒面内に嵌合保持される。固定部３２ｃと直角な端面には支持部３２ｎ（支持用の面）を有する。
そして、円盤状部３２ｄの外周側面と円盤状部３２ｄの外周側面よりもさらに外周側に配置されたハウジング部３１ｃとの間に第１流路３２ｅ（図４Ｂ）を形成する。第１流路３２ｅは円盤状部３２ｄの加圧室側面よりも加圧室側の第２流路３２ｆと繋がるとともに、第１流路３２ｅおよび第２流路３２ｆはハウジング部３１ｃにより連続して繋がるように形成する。また、複数の固定部３２ｃを、円盤状部３２ｄの吸入弁側の面に対して加圧室側に位置するように構成する。
この構成を取ることにより、加工工数の多い穴加工を実施することなく流路形成ができ、合わせて吸入弁ストッパ３２をハウジング部３１ｃに固定することができるため、低コスト化の観点で有利である。
吸入弁付勢ばね３３は、吸入弁ストッパ３２の内周側に、かつ、一部前記ばねの一端を同軸に安定させるための細径部であるばね保持部３２ｈに配置される。吸入弁３０は吸入弁シート部３１ａと吸入弁ストッパ３２の間に配置される。吸入弁付勢ばね３３は圧縮コイルばねであり、吸入弁３０が吸入弁シート部３１ａに押し付けられる方向に付勢力が働く様に設置される。圧縮コイルばねに限らず、付勢力を得られるものであれば形態を問わないし、吸入弁と一体になった付勢力を持つ板ばねの様なものでも良い。
この様に吸入弁部Ａを構成することで、ポンプの吸入行程においては、吸入ポート３１ｂを通過し内部に入った燃料が、吸入弁３０と吸入弁シート部３１ａの間を通過し、吸入弁３０の外周側を通り、及び吸入弁ストッパ３２の周方向に隣接する板状部３２ｍの間（第１流路３２ｅ）を通り、ポンプボディ１Ｐ及びシリンダの通路を通過し、加圧室へ燃料を流入させる。
図５は吸入弁部Ａの詳細断面図（閉弁時）を示す。
ポンプの吐出行程においては、吸入弁３０が吸入弁シート部３１ａと接触シールすることで、燃料の入口側への逆流を防ぐ逆止弁の機能を果たす。
吸入弁３０の軸方向の移動量は、吸入弁ストッパ３２によって有限に規制されている。
移動量が大きすぎると吸入弁３０の閉じる時の応答遅れにより前記逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下するためである。この移動量の規制は、吸入弁シート部３１ａ、吸入弁３０、吸入弁ストッパ３２の軸方向の形状寸法及び、固定位置で規定することが可能である。
移動量が大きすぎると吸入弁３０の閉じる時の応答遅れにより前記逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下するためである。この移動量の規制は、吸入弁シート部３１ａ、吸入弁３０、吸入弁ストッパ３２の軸方向の形状寸法及び、固定位置で規定することが可能である。
図４Ａ、図６Ａに示すように吸入弁ストッパ３２は、吸入弁３０に対向する凸部３２ｂを有する円盤状部３２ｄを有する。吸入弁３０が開弁している状態において、吸入弁３０の下流側面３０が凸部３２ｂに接触することで軸方向の移動が規制される。凸部３２ｂは図６Ａに示すように吸入弁３０の下流側面３０ａと対向する吸入弁ストッパ３２の対向面３２ｏに上流側（閉弁方向）に凸となるように形成される。凸部３２ｂにより吸入弁３０の下流側面３０と吸入弁ストッパ３２の対向面３２ｏとの接触面積が小さくなる。これにより開弁状態から閉弁状態へ遷移時、吸入弁３０の下流側面３０ａが吸入弁ストッパ３２の対向面３２ｏから離れやすくなり、閉弁応答性を向上させることができる。この環状の凸部３２ｂが無い場合には上記の接触面積が大きくなるので、吸入弁３０の下流側面３０ａと吸入弁ストッパ３２の対向面３２ｏとの間に大きなスクイーズ力が働き、吸入弁３０の下流側面３０ａが吸入弁３２の対向面３２ｏから離れにくくなる。
吸入弁３０、吸入弁シート部３１ａ、吸入弁ストッパ３２は、お互い作動時に衝突を繰返すため、高強度、高硬度で耐食性にも優れるマルテンサイト系ステンレスに熱処理を施した材料を使用する。
吸入弁ストッパの素材（材料）は炭素量が０.２５％ 以上のマルテンサイト系ステンレス鋼であり、焼入れ後の硬さがＨＲＣ５２以上であることが望ましい。吸入弁スプリング３３には耐食性を考慮しオーステナイト系ステンレス材を用いる。また吸入弁ストッパ３２の固定方法に関して、複数の固定部３２ｃは、ハウジング部３１ｃの内周面に圧入される。
これにより、吸入弁ストッパ３２に複数の機能を集約し有効にスペースを活用することで、吸入弁部Ａの構造を簡素化することができる。合わせて、吸入弁ストッパ３２を切削加工や研削加工に比べて加工工数の少ない鍛造加工で形成することで加工工数を低減することができ、低コスト化の観点から有利である。
また、固定部３２ｃの配置に関して、複数の固定部３２ｃを、円盤状部３２ｄの外周側面の最外周端部よりも外周側において周方向に所定間隔を空けて配置し（図６Ａ参照）、第２流路３２ｆを円盤状部３２ｄの外周側面の最外周端部よりも外周側に形成する。また、円盤状部３２ｄの外周側面の最外周端部が吸入弁３０の外周面の最外周端部よりも外周側に位置するように構成する。
吸入弁３０の最外径を円盤状部３２ｄの最外径よりも大きくしてもよい。こうすることで、加圧室１１からの燃料流れが直接、吸入弁３０に当たり、閉弁方向の流体力が増大して誤閉弁が起こることを防止しすることができる。これにより、ひいては流量制御精度の向上を達成することができる。
次にソレノイド機構部Ｂについて述べる。ソレノイド機構部Ｂ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、ポンプボディ１Ｐ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、ポンプボディ１Ｐに溶接固定されるアウターコア３８とポンプボディ１Ｐ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、燃料供給ポンプ本体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、前記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。
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の移動量は吸入弁３０の移動量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。
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Ａとソレノイド機構部Ｂ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Ａに構成される吸入弁付勢ばね３３と、ソレノイド機構部Ｂ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。
最後に、コイル部Ｃの構成について述べる。コイル部Ｃ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電磁コイル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エンジンコントロールユニット側と接続可能な構成としている。
コイル部Ｃ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で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は強度特性、耐熱特性を考慮し、高強度耐熱樹脂を用いる。
上述の様にソレノイド機構部Ｂとコイル部Ｃとを構成することで、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とアンカー部３６の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。
本実施形態に係る燃料供給ポンプの上記構成によれば、ポンプ作動における吸入、戻し、吐出の各行程において、以下のように作動する。
まず吸入行程について説明する。吸入行程では、図３のカム９３の回転により、プランジャ２がカム９３方向に移動（プランジャ２が下降）する。つまりプランジャ２の位置が上死点から下死点に移動している。吸入行程状態にある時は、例えば図１を参照しながら説明すると、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、燃料は、開口状態にある吸入弁３０の近傍を通り、ポンプボディ１Ｐに設けられた連通穴１ｂと、シリンダ外周通路としての環状の溝６ａと連通穴６ｂを通過し、加圧室１１に流入する。
吸入行程では、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ていない。よって、吸入弁３０は、ロッド付勢ばね４０の付勢力により、ロッド３５に押圧された状態であり、開弁したままである。
次に戻し行程について説明する。戻し行程では、図３のカム９３の回転により、プランジャ２が上昇方向に移動する。つまりプランジャ２の位置が下死点から上死点に向かって、移動し始めている。このとき加圧室１１の容積は、プランジャ２における吸入後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、エンジンコントロールユニット２７（制御部）からの制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、戻し行程から吐出行程に移行する。制御信号が電磁吸入弁３００に印加されると、コイル部Ｃにおいて磁気吸引力が発生し、これが各部に作用することになる。
この状態では、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とアンカー部３６の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。アンカー部３６が固定部である固定コア３９に吸引されると、アンカー部３６とロッドつば部３５ａの係止機構により、ロッド３５が吸入弁３０から離れる方向に移動する。このとき、図５に示す通り、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、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圧縮行程中の、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、エンジンコントロールユニット２７（制御部）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。
以上説明した、吸入、戻し、吐出動作は極めて早いサイクルで行われる。吸入弁３０と吸入弁ストッパ３２の衝突頻度は多いときには1秒間に数百回におよび、この際の衝撃荷重を吸入弁ストッパ３２の支持部３２ｎで受けるため、板状部３２ｍの厚み、形状が吸入弁ストッパ３２の耐久性能に大きく影響する。
図６Ａに、この厚みや形状を説明するための吸入弁ストッパの平面図を示し、図６Ｂに吸入弁ストッパの側面図を示す。図４Ｂに示した第２流路３２ｆの流路断面積は、第１流路３２ｅに比べて板状部３２ｍの分だけ小さく、圧力損失への寄与が大きい。このため凸部３２ｂの付け根部と支持部３２ｎとの距離Hが、凸部３２ｂの付け根部の厚みtに対し、下記の不等式（１）を満たすようにすることで、圧力損失への寄与が大きい第２流路３２ｆの開口面積を十分確保でき、圧力損失を低減できる。
すなわち、吸入弁３０に対向する円盤状部３２ｄの面３２ｄＳと板状部３２ｍの先端との間の距離Ｈは、円盤状部３２ｄの厚みtの１．４倍よりも大きい。
ここで、板状部３２ｍの形状が階段状(クランク形状)だと、吸入弁３０の衝突時に曲率の小さい部位に応力集中し、耐久試験において応力集中部が破損しやすくなる。また鍛造時において、曲率の小さい部位に亀裂が入りやすくなるため、これも耐久試験性能を悪化させる要因となりうる。
そのため、板状部３２ｍは支持部３２ｎとの角度差θが下記の不等式（２）の範囲である略直線形状が望ましい。
換言すれば、円盤状部３２ｄの径方向に対する板状部３２ｍの角度（角度差θ）は、１０°～６０°である。
こうすることで、吸入弁３０の衝突時における応力集中を回避でき、耐久性能が向上する。また鍛造時において、亀裂の発生を防止できる。
吸入弁３０の閉弁応答性を向上させるためには、略円環形状に形成された凸部３２ｂに複数の切欠き部３２ｐを形成するのが有効である。すなわち、凸部３２ｂは、円環状の形状であり、複数の切欠き部３２ｐを有することが好ましい。これにより、ばね保持部３２ｈが負圧となって吸入弁３０の閉弁応答性が悪化するのを防止できる。
発明者の実験によると、吸入弁３０の閉弁応答性向上のためには、切欠き部３２ｐを板状部３２ｍの付け根に配置するのが望ましい。この場合、板状部３２ｍを鍛造で形成する際に凸部３２ｂの切欠き部３２ｐ側の根元に亀裂が入りやすい。
これを防止するため潰し部３２ｑを設ける。この際、板状部３２ｍの板厚Ａと、潰し部３２ｑ部の板厚Ｂが下記の不等式（３）を満たすようにすることで、凸部３２ｂの切欠き部３２ｐ側の根元の割れ発生を防止でき、さらに吸入弁３０と吸入弁ストッパ３２衝突時の耐久性能も満足できる。
すなわち、板状部３２ｍは、板厚が薄くなる部分を示す潰し部３２ｑを備える。板状部３２ｍの板厚の最小値（板厚Ｂ）は、板状部３２ｍの板厚の最大値（板厚Ａ）の６０％より大きい。潰し部３２ｑの近傍の応力により凸部３２ｂの付け根の近傍の応力が抑制される。これにより、凸部３２ｂの付け根に亀裂が発生することを抑制することができる。
吸入弁３０はロッド３５と吸入弁付勢ばね３３による付勢力により保持される。このため吸入弁付勢ばね３３が倒れると、吸入弁３０が閉じる時の応答遅れにより逆流量が多くなりポンプとしての性能が低下する。
このため、吸入弁付勢ばね３３の倒れ防止のために、凸部３２ｂの付け根部からばね保持部３２ｈの底面までの距離Ｌは凸部３２ｂの付け根部の厚みtに対し下記の不等式（４）の関係が必要となる。
すなわち、吸入弁３０に対向する円盤状部３２ｄの面３２ｄＳとばね保持部３２ｈ（凹み部）の底面との間の距離Ｌは、円盤状部３２ｄの厚みtの０．５倍よりも大きい。
しかし、バネ保持部を深くすると、バネ保持部を鍛造で形成する際にバネ保持部の底面外周部に亀裂が発生しやすくなる。
そこで、ばね保持部３２ｈを、内径φＤ１の第１内径部３２ｓと、内径φＤ２の第２内径部３２ｔと、内径φＤ３の第３内径部３２ｕとで形成し、下記の不等式（５）を満たすようにすることで、バネ保持部を鍛造で形成する際に亀裂の発生無く成形することができる。これにより吸入弁付勢ばね３３による付勢力の耐久性能、さらに吸入弁３０と吸入弁ストッパ３２衝突時の耐久性能を満足できる。
換言すれば、円盤状部３２ｄは、吸入弁３０に対向する面３２ｄＳにばね保持部３２ｈ（凹み部）を有する。ばね保持部３２ｈ（凹み部）の内周面は、凸部３２ｂに近い順に、最も内径の大きい第１内径部３２ｓと、第１内径部３２ｓよりも内径の小さい第２内径部３２ｔと、第２内径部３２ｔよりも内径の小さい第３内径部３２ｕと、を有する。
なお、吸入弁付勢ばね３３（ばね）は、ばね保持部３２ｈ（凹み部）の底面に配置され、吸入弁３０を付勢する。吸入弁付勢ばね３３は、第３内径部３２ｕによってガイドされる。
図７に板状部３２ｍの鍛流線を示す。凸部３２ｂの付け根と支持部３２ｎとを結んだ線を２点鎖線で示す。
凸部３２ｂの付け根から支持部３２ｎまでの板厚方向中央部付近の鍛流線と、凸部３２ｂと支持部３２ｎとを結んだ線が略平行となっている。
換言すれば、板状部３２ｍの付け根と先端の間の中央部分の鍛流線の傾きは、凸部３２ｂの付け根と板状部３２ｍの先端を結ぶ直線の傾きと同等である。また、円盤状部３２ｄの軸を包含する平面による吸入弁ストッパ３２の断面において、吸入弁３０と反対側の板状部３２ｍのエッジ３２ｍＥは、Ｓ字状の曲線である。
図４Ａ、図４Ｂの軸方向断面図に示すように本実施例の吸入弁ストッパ３２の円盤状部３２ｄは対向面３２ｏを有する。そして、この対向面３２ｏの最外径部３２ｐから固定部３２ｃ（固定用の面）の最上流部３２ｑまでがほぼ直線状となるように構成されることが望ましい。また、板状部３２ｍの下流面において、対向面３２ｏの最外径部３２ｐと径方向の位置が同じである下流側板状形成部３２ｓから支持部３２ｎ（支持用の面）の最内径部３２ｑまでもほぼ直線状となるように構成されることが望ましい。また、対向面３２ｏの最外径部３２ｐから固定部３２ｃ（固定用の面）の最上流部３２ｑまでの直線形状と、下流側板状形成部３２ｓから支持部３２ｎ（支持用の面）の最内径部３２ｑまでの直線形状とが、ほぼ平行となるように形成されることが望ましい。つまり、板状部３２ｍの上流面と下流面がほぼ平行となるように同じ厚みで形成されることが望ましい。
これにより、吸入弁３０と吸入弁ストッパ３２との衝撃荷重を凸部３２ｂから支持部３２ｎに向かって効率よく逃がすことができ、板状部３２ｍへの過大な応力集中を回避して耐久性能を満足することができる。
総じて、本実施例の構成を用いれば、加工工数の少ない簡素な構造で十分な流路断面積を確保し、吐出燃料を大流量化した際にも圧力損失の増大を防止して、高精度な流量制御を実現でき、バルブ衝突に対する耐久性能を満足できる吸入弁ストッパ、およびそれを適用した低コストな燃料供給ポンプを提供することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、製造コストを抑制しつつ、耐久性を向上することができる。
なお、本発明は上記した実施形態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、上述した実施形態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。
１…燃料供給ポンプ
１Ｐ…ポンプボディ
１ａ…小径部
１ｂ…連通穴
１ｅ…フランジ
１ｆ…溶接部
２…プランジャ
２ａ…大径部
２ｂ…小径部
６…シリンダ
６ａ…溝
６ｂ…連通穴
６ｃ…小径部
７…シールホルダ
７ａ…環状低圧燃料室
８…吐出弁機構
８ａ…吐出弁シート
８ｂ…吐出弁
８ｄ…吐出弁ホルダ
８ｅ…当接部
８ｆ…吐出弁ストッパ
９…圧力脈動低減機構
９ａ…取付金具
１０…低圧燃料室
１０ａ…低圧燃料吸入口
１０ｄ…吸入通路
１１…加圧室
１２…燃料吐出口
１２ａ…吐出通路
１３…プランジャシール
１４…ダンパカバー
１５…リテーナ
２０…燃料タンク
２１…フィードポンプ
２３…コモンレール
２４…インジェクタ
２６…圧力センサ
２７…エンジンコントロールユニット
２８…吸入配管
３０…吸入弁
３１…シート部材
３１ａ…吸入弁シート部
３１ｂ…吸入ポート
３１ｃ…ハウジング部
３２…吸入弁ストッパ
３２ｂ…凸部
３２ｃ…固定部
３２ｄ…円盤状部
３２ｅ…第１流路
３２ｆ…第２流路
３２ｈ…ばね保持部
３２ｍ…板状部
３２ｎ…支持部
３２ｐ…切欠き部
３２ｑ…潰し部
３２ｓ…第１内径部
３２ｔ…第２内径部
３２ｕ…第３内径部
３３…吸入弁スプリング
３５…ロッド
３５ａ…ロッドつば部
３６…アンカー部
３６ａ…貫通穴
３７…ロッドガイド
３７ａ…貫通穴
３７ｂ…中央軸受部
３８…アウターコア
３９…固定コア
４２…第１ヨーク
４３…電磁コイル
４４…第２ヨーク
４５…ボビン
４６…端子
４７…コネクタ
５１…吸入ジョイント
５２…吸入フィルタ
６１…Ｏリング
９０…シリンダヘッド
９１…ボルト
９２…タペット
９３…カム
９５…取り付け根部取り付け用孔
１００…リリーフバルブ
１０１…リリーフ弁シート
１０２…リリーフ弁
１１０…高圧流路
１５０…取り付け根部
１Ｐ…ポンプボディ
１ａ…小径部
１ｂ…連通穴
１ｅ…フランジ
１ｆ…溶接部
２…プランジャ
２ａ…大径部
２ｂ…小径部
６…シリンダ
６ａ…溝
６ｂ…連通穴
６ｃ…小径部
７…シールホルダ
７ａ…環状低圧燃料室
８…吐出弁機構
８ａ…吐出弁シート
８ｂ…吐出弁
８ｄ…吐出弁ホルダ
８ｅ…当接部
８ｆ…吐出弁ストッパ
９…圧力脈動低減機構
９ａ…取付金具
１０…低圧燃料室
１０ａ…低圧燃料吸入口
１０ｄ…吸入通路
１１…加圧室
１２…燃料吐出口
１２ａ…吐出通路
１３…プランジャシール
１４…ダンパカバー
１５…リテーナ
２０…燃料タンク
２１…フィードポンプ
２３…コモンレール
２４…インジェクタ
２６…圧力センサ
２７…エンジンコントロールユニット
２８…吸入配管
３０…吸入弁
３１…シート部材
３１ａ…吸入弁シート部
３１ｂ…吸入ポート
３１ｃ…ハウジング部
３２…吸入弁ストッパ
３２ｂ…凸部
３２ｃ…固定部
３２ｄ…円盤状部
３２ｅ…第１流路
３２ｆ…第２流路
３２ｈ…ばね保持部
３２ｍ…板状部
３２ｎ…支持部
３２ｐ…切欠き部
３２ｑ…潰し部
３２ｓ…第１内径部
３２ｔ…第２内径部
３２ｕ…第３内径部
３３…吸入弁スプリング
３５…ロッド
３５ａ…ロッドつば部
３６…アンカー部
３６ａ…貫通穴
３７…ロッドガイド
３７ａ…貫通穴
３７ｂ…中央軸受部
３８…アウターコア
３９…固定コア
４２…第１ヨーク
４３…電磁コイル
４４…第２ヨーク
４５…ボビン
４６…端子
４７…コネクタ
５１…吸入ジョイント
５２…吸入フィルタ
６１…Ｏリング
９０…シリンダヘッド
９１…ボルト
９２…タペット
９３…カム
９５…取り付け根部取り付け用孔
１００…リリーフバルブ
１０１…リリーフ弁シート
１０２…リリーフ弁
１１０…高圧流路
１５０…取り付け根部
Claims (18)
- 吸入弁と、
前記吸入弁の開弁方向の移動を規制する吸入弁ストッパと、を備え、
前記吸入弁ストッパは、
前記吸入弁に対向する凸部を有する円盤状部と、
前記円盤状部を支える複数の板状部と、を有する
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記円盤状部の径方向に対する前記板状部の角度は、
１０°～６０°である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項２に記載の燃料供給ポンプであって、
前記板状部は、
板厚が薄くなる部分を示す潰し部を備え、
前記板状部の板厚の最小値は、
前記板状部の板厚の最大値の６０％より大きい
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記凸部は、
円環状の形状であり、
複数の切欠き部を有する
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項４に記載の燃料供給ポンプであって、
前記吸入弁に対向する前記円盤状部の面と前記板状部の先端との間の距離Ｈは、
前記円盤状部の厚みtの１．４倍よりも大きい
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項４に記載の燃料供給ポンプであって、
前記切欠き部は、
前記板状部の付け根に配置される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記吸入弁ストッパの材料は、
炭素量が０.２５％以上のマルテンサイト系ステンレス鋼であり、
焼入れ後の硬さがＨＲＣ５２以上である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記円盤状部は、
前記吸入弁に対向する面に凹み部を有し、
前記凹み部の内周面は、前記凸部に近い順に、
最も内径の大きい第１内径部と、
前記第１内径部よりも内径の小さい第２内径部と、
前記第２内径部よりも内径の小さい第３内径部と、を有する
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項８に記載の燃料供給ポンプであって、
前記吸入弁に対向する前記円盤状部の面と前記凹み部の底面との間の距離Ｌは、
前記円盤状部の厚みtの０．５倍よりも大きい
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項９に記載の燃料供給ポンプであって、
前記凹み部の底面に配置され、前記吸入弁を付勢するばねを備え、
前記ばねは、
前記第３内径部によってガイドされる
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記板状部の板厚中央を通る鍛流線は、
滑らかな曲線である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記板状部の板厚中央を通る鍛流線は、
Ｓ字状の曲線である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１２に記載の燃料供給ポンプであって、
前記板状部の付け根と先端の間の中央部分の前記鍛流線の傾きは、
前記凸部の付け根と前記板状部の先端を結ぶ直線の傾きと同等である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記円盤状部の軸を包含する平面による前記吸入弁ストッパの断面において、
前記吸入弁と反対側の前記板状部のエッジは、
Ｓ字状の曲線である
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項３に記載の燃料供給ポンプであって、
前記潰し部の近傍の応力により前記凸部の付け根の近傍の応力が抑制される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１に記載の燃料供給ポンプであって、
前記吸入弁ストッパの前記円盤状部は前記吸入弁の下流側面に対向する対向面を有し、
前記吸入弁ストッパは、前記対向面の最外径部から固定部の最上流部までがほぼ直線状となるように構成される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１６に記載の燃料供給ポンプであって、
前記吸入弁ストッパは、板状部の下流面において、前記対向面の最外径部と径方向の位置が同じである下流側板状形成部から支持部の最内径部までがほぼ直線状となるように構成される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。 - 請求項１７に記載の燃料供給ポンプであって、
前記対向面の前記最外径部から前記固定部の前記最上流部までの直線形状と、前記下流側板状形成部から前記支持部の前記最内径部までの直線形状とが、ほぼ平行となるように形成される
ことを特徴とする燃料供給ポンプ。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP2017210935A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料供給ポンプ |
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| JP2017145731A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 高圧燃料供給ポンプ |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012154296A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Denso Corp | 高圧ポンプ |
| JP2017210935A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 燃料供給ポンプ |
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| Publication number | Publication date |
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| DE112019002218T5 (de) | 2021-02-25 |
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